?電路設(shè)計要求:
1、電源分配:
1.1 ?位置分配:
A、電源位置分配采用就近原則:一般電器盒分為儀表、前艙、蓄電池3個,電源分配采用就近的原則,以減少導(dǎo)線的使用數(shù)量,例如:近光燈、遠光燈、前霧燈均處于前艙位置,因此近光燈、遠光燈、前霧燈繼電器和保險絲均放置在前艙電器盒上。
B、蓄電池電器盒主要放置主電源。
C、幾個特殊的放置要求:
(1)轉(zhuǎn)向燈繼電器需放置在駕駛艙內(nèi),以便駕駛員能感知轉(zhuǎn)向燈繼電器動作時的聲響。
制動燈繼電器需放置到前艙電器盒內(nèi),在駕駛艙內(nèi)會對駕駛員及乘員造成噪音,或在駕艙內(nèi)使用靜音繼電器。但盡量采用放前艙電器盒的方式,除非客戶要求才采用放駕艙的方式。
1.2 ?系統(tǒng)分配:
(1)常電電源分配:
A、分配在常電的電源是關(guān)閉點火開關(guān)仍需要工作的設(shè)備:室內(nèi)延時燈、防盜系統(tǒng)、行李箱燈、喇叭、小燈(位置燈)、診斷系統(tǒng)、備用電源、制動燈、各控制器的記憶電源、警報燈及各種電器系統(tǒng)的工作電源等
B、分配在常電的電源還包括受到點火開關(guān)控制后直接接常電電原的設(shè)備:冷卻風(fēng)扇電機、鼓風(fēng)機、近光、遠光、前霧燈、雨刮、后除霜、啟動機、壓縮機、油泵等。
(2)點火開關(guān)電源分配:
ACC檔: 在發(fā)動機啟動時需斷開的設(shè)備(音響系統(tǒng)、點煙器、電源插座、電動后視鏡等)
IG2: ?在發(fā)動機啟動時需斷開的設(shè)備(空調(diào)鼓風(fēng)機控制電源、電加熱除霜、電動天窗、座椅加熱、電動窗、雨刮噴水系統(tǒng)等)
IG1: ?即ON檔,該檔在ST打開時,仍供電,在發(fā)動機啟動時能使用的設(shè)備需分配到此檔(儀表、電噴ECU、ABS、BCM、安全氣囊、倒車燈等)
ST : ??啟動馬達,釋放后鑰匙將回到ON檔,在此位置時ACC檔和IGN2檔的負(fù)載斷電,以便有更足的電量用以啟動。該檔僅給啟動機馬達供電,不供其它設(shè)備電源。
注:點火開關(guān)各檔有承載電流要求,因此各檔分配的設(shè)備需計算電流進行分配。各檔分配的設(shè)備的總電流不能超過各檔的承載電流。
點火開關(guān)通斷圖:
2、接地分配:
??A、感性負(fù)載需單獨接地:冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機等
??B、控制模塊需單獨接地:電噴ECU、ABS、ESP、EPS、TCU、TPMS、AVM、BCM、MP5
??C、傳感器需單獨立接地:燃油傳感器、水溫傳感器。
3、 繼電器的分配及選?。?/strong>
3.1繼電器的分配:
汽車常用繼電器的作用是小電流控制大電流作用,繼電器是用來保護開關(guān)觸點的,若開關(guān)觸點的耐電流滿足負(fù)載的額定電流就可以不用繼電器保護。因此在開關(guān)觸點的耐電流不能滿足負(fù)載的額定電流時則需要選用繼電器以小電流控投影大電流。
A、需選用繼電器的負(fù)載:冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機、近光、遠光、前霧燈、小燈、制動燈、前雨刮、主繼電器、油泵、壓縮機、喇叭等
B、部分需要控制策略的負(fù)載需要選擇用繼電器:后雨刮、倒車燈、洗滌、ACC、IG1、IG2。
3.2繼電器選取要求:
????A、 觸點形式:根據(jù)電路系統(tǒng)的控制要求確定繼電器的觸點形式(一個觸點、兩個觸點、常開、常閉等),再根據(jù)額定負(fù)載電流及其它要求(電氣參數(shù)、引出端方式30為電輸入,87為輸出,85為線圈正,86為線圈地)來選定最終的繼電器規(guī)格。
B、工作電壓范圍:需根據(jù)研發(fā)車型的供電電壓要求來選擇,目前一般為12V和24V;
C、 電氣壽命的選擇:根據(jù)功能的不同電氣壽命的要求也不同,,一般的繼電器壽命的為1×105次即可;
D、?電流負(fù)載的選擇:根據(jù)用電設(shè)備的額定電流選用相應(yīng)額定電流的繼電器,繼電器的額定電流取決于觸點的負(fù)載性能(觸點的材質(zhì)一般為AgSnO),繼電器額定電流的70%不應(yīng)該小于負(fù)載的平時工作電流;
E、?溫度范圍:根據(jù)負(fù)載繼電器裝配的位置來確定選用繼電器的耐溫參數(shù):如裝配在室內(nèi),耐
溫范圍:-40℃~+85℃;如裝配在前艙,耐溫范圍-40℃~+125℃。
????F、 干濕區(qū)之分:前艙選擇防水型,駕艙可選擇不防水型。
4、保險絲分配及選取:
4.1保險絲的分配:
A、安全相關(guān)的系統(tǒng)不能與其他系統(tǒng)共用保險:安全氣囊系統(tǒng)、ABS、電噴ECU、制動燈、近光、遠光、TCU、TPMS、AVM、油泵等。
B、臟電流、大電流用電器使用單獨的保險:鼓風(fēng)機、風(fēng)扇、車窗、除霜、壓縮機等。
C、高低電流回路(電流差5A以上)不共用一個保險。
D、臟電源定義:感性和電容負(fù)載、電機負(fù)載、繼電器觸電端、PWM、車速傳感器、收音機(大功率的放大器被應(yīng)用)、點煙器等;
E、慢熔保險絲與快熔保險絲的分配:
慢熔、快熔保險絲的選擇應(yīng)根據(jù)所保護線路上的負(fù)載的性能而定,或快熔保險絲的熔斷時間超過負(fù)載的峰值電流時間,則可以選擇快熔保險絲,若不能滿足則需選擇慢熔保險絲,一般電機負(fù)載選用慢熔保險絲,例如:電動窗、冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機、ABS、起動機、EPS、ESP、EPB、后除霜等。一級保險絲需選用慢熔保險絲。
4.2保險絲的選?。?/p>
保險絲的作用就是保護導(dǎo)線和用電器的,用電器的額定功率根據(jù)I工作=P/U計算出來,在常溫(25℃)下選擇保險絲的額定電流為用電器工作電流的135%,當(dāng)環(huán)境溫度升高時,保險絲的載流能力會下降,保險絲的經(jīng)驗公式計算公式如下:
a、?保險絲容量的確定:
說明:
連續(xù)負(fù)載:工作時間在10秒以上,間斷負(fù)載:工作時間在10秒以下;
峰值電流時間:如出現(xiàn)峰值電流的時間<0.2秒的為1.0、如時間>0.3秒的為0.7;(說明:結(jié)合現(xiàn)在電器件的設(shè)計水平,暫定出現(xiàn)峰值電流時間>0.3)
負(fù)載裝配區(qū)域系:如布置在室內(nèi)則系數(shù)為1.0、如布置在發(fā)動機艙則系數(shù)為0.9;
保險絲的安裝區(qū)域:如保險絲單獨連接則系數(shù)為1.0、如安裝在保險絲盒內(nèi)則系數(shù)為0.9
例如:S12的喇叭保險絲:工作電流是8A,則:FUSE的容量≥8A÷[1.1×0.7×0.9×0.9]=13A,根據(jù)保險絲的實際規(guī)格可以選擇15A的保險絲來保護線路。
設(shè)計要求:在負(fù)載及線路過載情況下,負(fù)載及線路無影響,在負(fù)載及線路短路情況下,保險絲會熔斷,線路無影響。電機堵轉(zhuǎn)情況下,線路無影響,保險絲也不會熔斷。
?5、導(dǎo)線的匹配選取:
?5.1根據(jù)溫度要求選取導(dǎo)線:駕艙選取75℃,前艙發(fā)動機周圍選取100℃導(dǎo)線,發(fā)動機上選取120℃導(dǎo)線。
5.2根據(jù)電流選取導(dǎo)線:
5.2.1先由公式I工作=P/U計算出用電器的電流,再根據(jù)下表導(dǎo)線的承載電流進行選擇。
AVSS導(dǎo)線:以70℃時的承載電流值作為導(dǎo)線的常期工作電流值。
AVS導(dǎo)線:以70℃時的承載電流值作為導(dǎo)線的常期工作電流值。
AV導(dǎo)線:以70℃時的承載電流值作為導(dǎo)線的常期工作電流值。
AVSSX:?以90℃時的承載電流值作為導(dǎo)線的常期工作電流值。
AESSX:以110℃時的承載電流值作為導(dǎo)線的常期工作電流值。
通過上面的各電器系統(tǒng)的電氣參數(shù)的確認(rèn)及工作電路的設(shè)計,參考電路保護元件的選用原則,編制整車電器負(fù)載功率分配表,該清單的具體格式如下表:
功率分配表 | ||||||||||||
序號 | 裝配區(qū)域 | 保險絲容量 | 保險 絲類型 | 電源 來源 | 負(fù)載 名稱 | 線路線徑 | 搭鐵點 | 負(fù)載特性 | 工作特性 | 額定功率 | 負(fù)載電流與保險絲容量比例 | 備注 |
1 | 前艙 | 30 | JT(SLOW) | 30 | 高速風(fēng)扇 | 2.5 | G102 | 電機負(fù)載 | 長時間 工作 | 160W | 45% | |
2 | 前艙 | 10 | MINI | 30 | 壓縮機 | 0.85 | G102 | 電機負(fù)載 | 長時間 工作 | 60W | 50% | |
3 | 前艙 | 15 | MINI | 30 | 燃油泵 | 2 | G202 | 電機負(fù)載 | 長時間 工作 | ~50W | 42% | |
4 | 前艙 | 20 | MINI | 30 | 近光燈和遠光燈 | 2 | G101/G102 | 燈負(fù)載 | 長時間 工作 | 110W | 41.60% | 變光220W |
5 | 儀表板 | 10 | MINI | IGN1 | ABS控制單元 | o.5 | G100 | 控制模塊 | 短時間 工作 | 3.6W | 3% | |
6 | 儀表板 | 15 | MINI | ACC | 點煙器) | 2.5 | G207 | 加熱元件 | 短時間 工作 | 120W | 67% | |
7 | 儀表板 | 10 | MINI | 30a | 后霧燈 | 0.5 | G202 | 燈負(fù)載 | 長時間 工作 | 21W | 18% | |
9 | 儀表板 | 20 | MINI | 50 | 啟動機 | 2.5 | 電機負(fù)載 | 短時間 工作 | 1.2KW | 控制線 |
(備注:工作時間 ≥10 sec. 為長時間工作;?工作時間 ≤10 sec. :短時間工作。JT(slow):慢熔保險絲中的JT類型;MINI:小型的快熔保險絲)????
(3)導(dǎo)線顏色的選取:
不同的體系、不同公司標(biāo)準(zhǔn)不一致。
6、材料選取設(shè)計
1.1材料的選取需根據(jù)不同區(qū)域進行選擇:
a、溫度不同則需選則不同耐溫度的材料,一般室內(nèi)線束選擇耐溫85℃材料,發(fā)動罩下及周邊區(qū)域選擇耐溫100℃材料
b、室外選擇防水材料,室內(nèi)可選擇不防水材料。
1.2、接插件的選?。?/p>
插接件是線束的核心部件,插接件的性能直接決定著線束整體的性能,而且對全車的電器穩(wěn)定性、安全性起著決定性的作用。
1.1.1插接件選取要保證與電器件的良好接觸,使接觸電阻降為最低,提高可靠性,優(yōu)先選用帶二次鎖止插接件。
1.1.2根據(jù)導(dǎo)線的截面積和通過電流的大小合理選擇插接件,不同規(guī)格的插接件可承載的電流一般如下:1系列,10A左右;2.2或3系列,20A左右;4.8系列,30A左右;6.3系列,45A左右;7.8或9.5系列,60A左右。
1.1.3發(fā)動機艙內(nèi)對接的護套,由于艙內(nèi)溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體,因此一定要選擇防水性護套。
1.1.4 在同一條線束中若用同一種護套,其顏色一定要有區(qū)別。
1.1.5基于汽車外觀的整體協(xié)調(diào)性,在發(fā)動機艙中應(yīng)優(yōu)先選用黑色或深色的護套。
1.1.6為減少線束對接用護套的種類和數(shù)量,優(yōu)先選用混合型件,使裝配固定方便,但不宜選擇50PIN以上的接插件。
1.1.7多線接插件盡量采用對接時有把手推拉固定的方式。
1.1.8對于要求性能較高的安全氣囊、ABS、ECU等用的端子插接件,應(yīng)優(yōu)先選用鍍金件以保證安全可靠性。
1.3、全車線束密封件(橡膠件)的設(shè)計
1.3.1橡膠件主要分布部位:發(fā)動機與駕駛室接口處、前艙與駕駛室接口處(左右共2處)、四門(或有后背門)與車廂接口處、油箱進口處。
1.3.2橡膠件選?。?/p>
常用的材質(zhì)一般為天然橡膠、氯丁膠、硅橡膠、三元乙丙等。
a、天然橡膠的特性:具有良好的彈性和機械強度,有優(yōu)異的耐曲撓性,有較高的撕裂強度和良好的耐寒性。缺點:耐老化性不大好,不耐油和臭氧,易燃。
b、氯丁膠的特性:耐臭氧、耐熱老化、耐油等性能較好,具有難燃性和自熄性;但耐低溫性不好。
c、硅橡膠的特性:耐熱性、耐寒性和耐侯性較好;缺點是不耐油。
d、三元乙丙的特性:耐侯性、耐臭氧、耐熱、耐腐蝕性、耐酸堿等性能都較好,而且擁有高強度和高伸縮率;缺點:粘接性較差,且彈性沒天然橡膠好,耐油性差。
e、比較而言,三元乙丙的綜合性能較好,所以汽車線束用橡膠件除非客戶特殊要求,均選用三元乙丙材料。
f、一般盡量選用現(xiàn)有車型用到的,不可借用才可重新設(shè)計。
1.4、線束固定設(shè)計
1.4.1線束固定點之間距離不超過300mm,?固定點與接插件間距不超過120mm。
1.4.2固定點盡量采用防旋轉(zhuǎn)固定結(jié)構(gòu)固定
1.4.3固定材料盡量采用扎帶型式,特殊情況采用膠帶捆扎方式固定。
1.4.4固定INLINE件的固定結(jié)構(gòu)需要考慮空間,操作方便性,一般盡量選用現(xiàn)有車型用到的,不可借用才可重新設(shè)計。
1.5、線束包扎設(shè)計
1.5.1 線束外包扎作用:耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀。
1.5.2 線束包扎設(shè)計要求:
a、發(fā)動機線束工作環(huán)境惡劣,因此全用高阻燃性、防水、機械強度高的波紋管包扎。
b、前艙線工作環(huán)境也相對較差,大部分枝干也用阻燃性好的波紋管包扎,部分分支用PVC管包扎。
c、儀表線工作空間較小,環(huán)境相對較好,可用膠帶全纏或花纏。
d、地板線束可用膠帶花纏,部分防磨則需密纏或用耐磨材料包扎。
d、門線和頂篷線工作空間較小,且需過孔易磨損可用膠帶全纏。
e、頂篷線束需要空立柱則需要用膠帶全纏。
f、蓄電池正極線束需要絕緣好,因此需要用波紋管全纏或花纏。
g、蓄電池負(fù)極線束可無需波紋管和膠帶包扎。
1.5.3包扎材料的選取
a.波紋管
目前均使用PP材質(zhì)波紋管,不同功能選擇不同顏色波紋管:
常規(guī)功能選擇黑色波紋管;
安全氣囊選擇黃色波紋管;
高壓線束選擇橙色波紋管。
2.PVC管
PVC管需根據(jù)的不同的需要選擇開口和閉口兩種,在導(dǎo)線較多,不易穿插的情況下需選擇開口PVC管。
3.膠帶
線束用膠帶一般分PVC膠帶、絨布膠帶和布基膠帶3種。
PVC膠帶耐磨性、阻燃性較好;耐溫在80℃左右,降噪性不好,價格較便宜。
絨布膠帶和布基膠帶材料為PET。
絨布膠帶的包扎性和降噪性最好,耐溫在105℃左右;
布基膠帶的耐磨性最好,耐溫最高150℃左右。絨布膠帶和布基膠帶共有的缺點是阻燃性不好,價格昂貴。
根據(jù)整車不同環(huán)境的需要進行膠帶選擇。
導(dǎo)線截面 | 最大電流強度 | 工作溫度 | 推薦值 |
0.5 | 8A | 60℃ | 6A |
0.8 | 8A | 65℃ | 7A |
1 | 8A | 70℃ | 8A |
0.5 | 10A | 50℃ | 6.5A-8A |
0.8 | 16A | 20℃ | 8A-10A |
1 | 18A | 20℃ | 9.5A-11A |
1.5 | 22A | 20℃ | 11A-14A |
2 | 24A | 20℃ | 13A-16A |
2.5 | 26A | 25℃ | 16A-20A |
4 | 29A | 30℃ | 20A-25A |
6 | 32A | 40℃ | 25A-35A |
0.5 | 10A | 50℃ | 6.5A |
0.8 | 15A | 30℃ | 8A |
1 | 16A | 30℃ | 10A |
1.5 | 16A | 40℃ | 12A |
2 | 16A | 45℃ | 15A |
2.5 | 18A | 50℃ | 18A |
4 | 32A | 45℃ | 25A |
6 | 32A | 50℃ | 35A |