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文档简介

1、汽车线束设计指南目 录一 概述1二 线束系统的基本组成22.1 线束的组成22.2 线束的识别32.2.1 线束的种类、材料、用途:32.2.2 部分名称含义:3三 线束设计开发流程43.1 设计原则43.2 设计要求43.2.1 功能要求43.2.2 顾客要求43.2.3 性能要求53.3 设计步骤53.4 设计参数7四 电源分配设计84.1 电源分配设计概述84.2 电源分配设计流程84.2.1配置表分解84.2.3 继电器的合并与选用与否的判定134.2.4 保险丝的合并与选用与否判定134.2.5位置分配144.2.6 系统分配144.2.7 保险丝和继电器的确定15五 搭铁分布设计1

2、6六 继电器的分配选取186.1继电器的分配186.2继电器选取要求18七 保险丝分配及选取197.1保险丝的分配197.2保险丝的选取19八 导线的选取设计218.1 导线颜色的选择218.2 导线类型的选择238.3 导线耐温等级的选择238.4 导线截面积的确定248.5 导线和保险丝的匹配25九 线束整车分布图31十 3D线束布置设计3110.1 基本布线原则:3210.1.1 3D线束布置外观要求3210.1.2 3D线束布置设计要求3210.1.3 3D线束布置空间间隙要求3310.1.4 线束的运动校核3410.1.5 3D线束布置装配性和维修性要求3410.1.6 3D线束布置

3、的温度要求3510.1.7 3D线束布置的其他要求3510.1.8 3D线束插件的布置要求3510.2 布线方式3610.3 线束分段3610.4 线束插接件的选型3710.4.1 插接件的选用应遵循以下原则3710.4.2 插接件材质的选用原则3710.5 整车线束包扎用材质性能说明3810.6 整车线束用密封件(橡胶件)4010.7 电器盒设计说明4010.8 3D线束设计基本限制因素41汽车线束设计指南 一 概述汽车线束是整车用电器的神经系统,连接整车所有的用电器,对整车电子电器功能的实现起着至关重要的作用。随着汽车上安全性、经济性、舒适性、自动化和智能化程度的提高,连接各用电器之间的线

4、束也越来越复杂,成为当代汽车故障的多发环节,因此线束设计在汽车的设计和生产中扮演的角色也愈加重要。在汽车线束的整体设计中,三维布局是前提。要能充分考虑各边界条件对线束布置可能产生的影响,同时也要能对相关件的设计也要提出相应的合理要求。本规范规定了线束设计人员在开发过程中,布置设计线束时应遵守的一些要求和标准。同时对汽车线束设计过程做出指南。汽车整车线束由于各车型的结构型式、电器设备的数量、安装位置、接线方法不同而有差异,但有基本的规定,如下图1:整车线束基本规定单线制各用电器并联采用单色或双色导线,多色线有保险装置以保护线路图1 整车线束基本规定二 线束系统的基本组成2.1 线束的组成线束的基

5、本组成主要由导线、护套、卡扣和包裹材料等组成,如下图2:图2线束基本组成导线:导线的作用是承载电流以传达信号和提供电力,本身包含内部的铜线和外部的绝缘材料,常用规格有标称截面积0.3、0.5、0.85、1.25、2.0、3.0、5.0、8.0等平方毫米的导线,它们都有各自允许的负载的电流值。导线按标准分类基本上分为国标QVR,日标AVX,AVSS,德标FLRY等,其中AVX为汽车用耐热低压电缆,AVSS为汽车用薄壁绝缘低压电缆,护套和端子:端子于电线按标准压接后索斯在连接器的孔槽中,将公母插件进行对接以满足线束间以及线束至终端的回路相通。护套主要起到两个线束对接或者线束和用电器对接的作用,并且

6、对端子起到保护、防水的作用。护套材质(塑料件)主要有PA6、PA66、ABS、PBT、PP等。卡扣:线束卡扣虽然在线束中比重不大,但是作用很关键。作为一个柔性的材料,线束无法控制他的形状,装车完成后如果没有卡扣来固定,极易和周边零部件发生干涉等问题,卡扣一般有原型卡扣,也有腰形孔卡扣,螺纹孔卡扣,包裹材料:外装部品包含波纹管、胶带、橡胶管等,是为了防止电线的磨损、断裂,满足车身不同位置的温度湿度要求。一般采用波纹管、聚乙烯管、聚乙烯布、硬管、护套来防止电线的磨损和断裂,用薄壁和厚壁胶带来包裹电线,用不同形状的卡兹将线束固定在车身合适的位置,橡胶圈的作用是为了防止线束在过钣金孔时划伤。2.2 线

7、束的识别2.2.1 线束的种类、材料、用途:汽车线束常用的电线种类有日标、国标、德标和美标等几大系列。国标线:QVR、QFR、QVVR、QBV、QBVV等,特点是绝缘皮厚,比较柔软,延展性好;日标线:AV、AVS、AVSS、AEX、AVX等,特点是绝缘皮薄,柔韧性较好;德标线:FLRY-A、FLRY-B等,绝缘皮最薄,柔韧性好;美标线:SXL等。这里简单说下日标的几种情况,(详见附表1-5)。AV-主要构造及功能:作为汽车用低压电线,内部芯线用绞合电线,线径为0.32mm的软铜线,绝缘皮厚度是0.6-2.2mm,有柔软性,耐油性,耐燃性的特点。AVS-主要构造及功能:导体的构造与AV一致,但绝

8、缘特性使用好的PVC,减少绝缘体厚度的电线(薄软型),所以比AV 材质好,具有机械性硬度,耐磨损,奶油性,外径小占空间也少,方便密集配线的特点。AEX-主要构造及功能:铜芯是退火软铜,绝缘材料采用交联聚乙烯耐温材料,耐油性,耐腐蚀性,耐摩擦性,同时具有卓越的耐高低温性能。AESSXF-铜芯是退火软铜,绝缘层为薄壁铰链聚乙烯耐温材料,具有耐高低温性能,芯线为细线软结构,AVSF-主要构造及功能:铜芯材料,绝缘结构同AVS一直,铜芯为精炼细线软结构。AVX-主要构造及功能:铜芯为退火或镀锡标准软铜,绝缘材料采用交联聚氯乙烯,采用交联结构提高了导体绝缘材料的耐热性能。AVSS-T AVSS结构双绞线

9、。APEX-BS 汽车用低寄生电容交联聚乙烯绝缘低压屏蔽线。2.2.2 部分名称含义:标记解析A汽车用V塑料S薄软性SS极薄软性E聚酯X交联F柔软的T绞合三 线束设计开发流程3.1 设计原则1、完整正确地体现整车电器系统的功能。2、根据车型的需要设计成整体或分组分段的电线束。3、根据汽车电线束所处的工作环境及汽车内的空间布置合理选择保护层和固定方式。4、选择线束内部的电线时要针对用电设备的负载合理选择电线截面积和颜色。5、在设计过程中要尽量减少连接点和过渡接头以提高线束质量、改善制造工艺。6、为降低电线电阻和降低电线成本,设计时应避免重复布线,使线束长度最短。7、对汽车上一些电器信号应增加防干

10、扰措施。3.2 设计要求3.2.1 功能要求1、满足整车装配和布置要求。2、为用电器提供电源和搭铁。3、同汽车上某些开关和继电器结合起来实现对电器设备的功能控制。4、把某些传感器和开关信号输送给相应的控制单元,并把控制单元的控制信号输出给相应的执行机构。5、电器内部的通讯(如CAN-BUS)。3.2.2 顾客要求1、线束走向整洁、合理、安装牢固。2、方便维修。3、价格低,使用寿命长。4、标识清楚。3.2.3 性能要求使用寿命:用户正常使用不得少于50万公里或10年(以先到为限)。连接可靠性:线束与线束之间、线束于电器之间的连接可靠。工作温度:在-40130中的不同温度能正常工作,高温试验后,线

11、束包扎紧密不松散,可弯曲。端子无退位。工作环境:耐油、防尘、防腐蚀、防水,线束经耐油实验(机油、汽油、玻璃清洗剂)和盐雾试验后,线束外包扎紧密不松开,线束导通率100%。导线拉拔力:拉拔力满足下表1要求表1 线束拉拔力要求导体公称截面积,mm2拉力 N导体公称截面积,mm2拉力 N0.5506.008.004500.750.858010.005001.001.2510015.0016.0015001.502.0015020.0025.0019002.503.0020035.0022004.005.0027050.00120.002700注:需同时测量接点上各电线拉力导通率:100%包扎:线束波

12、纹管的直径以能完全包住导线且保证导线的直径不小于线束波纹管内径的3/4;胶带不得松开。前舱排气管处导线耐温不低于130。室内导线一般按85选择。3.3 设计步骤1、设计输入A. 整车电气原理图和用电器负荷;B. 整车配置表和整车线路布置相关数据;C. 用电器各接插件型号、引脚定义和对材料的要求;D. 产品要满足的法规要求;2、电器盒的设计A. 根据原理图计算保险和继电器的数量,合理分布于电器盒;B. 结合车身分成一个或几个电器盒及所在位置;C. 根据整车的成本设计出电器盒的结构和材料;D. 应优先考虑借用;3、搭铁分布设计4、线束路径的设计A. 绘制电器平面布置图及线束平面布置图;B. 根据整

13、车的数据用3D型式将线束布置、固定;C. 根据整车布置,结合车身,按线束功能,合理走向给予分段;D. 过孔处和过棱角处对线束做保护设计图3 线束路径设计流程5、线束所用材料的设计A. 根据电路合理选择导线型号;B. 根据线束所处的不同环境选择不同类型的导线(如温度,信号类型等);C. 根据电路和线束所处的环境合理选择插接器(如防水、温度等);D. 根据线束所处的不同位置选择不同的线束外层保护材料;1、 汽车线束的外部保护;2、 线束在车体上的固定;l 用线束扎带和管夹固定于车体;l 在线束总成上困扎塑料销钉固定于车身孔上;l 过孔橡胶护套;3、 各线束段之间的连接; l 通过中央电器盒使各线束

14、连接起来; l 线束在继电器支架连接;l 线束之间的连接;6、线束样线的制作和认可A跟踪供应商制作情况B认可流程3.4 设计参数1、导线的设计A、汽车导线类型的选择,根据汽车产品应满足的标准选择导线的标准,根据导线工作环境和不同作用来选择导线的类型。B、导线截面积的计算。C、导线颜色的选择。(详见第八节,导线的选取设计)2、接插件的设计。A、端子的设计端子所承受的电流可根据导线所承受的电流来定,端子所承受的负载电流导线所承受的负载电流;也可按下方法确定负载电流:I=P/Ua、P-用电器的功率b、U- 汽车电压c、端子所承受的负载电流 Id、结合压接导线线径确定端子B、护套的设计,根据端子及线束

15、的分支要求,确定护套的型号,根据插接件所处位置选择护套和保护。3、线束长度的设计线束长度根据整车各用电器的距离,结合整车结构,合理设计汽车线束走向,得出线束最短距离。4、保险和继电器的设计(详见第六节和第七节)四 电源分配设计电源分配图是整车电路的重要组成部分,只有设计出合理的电源分配图,才能保证后续的配电盒设计、整车原理设计以及二维图纸设计的正确性。电源分配必须在项目开发的前期确定下来,并在后期不能有较大范围的改动。4.1 电源分配设计概述常规电源分配图一般由蓄电池、发电机、点火开关、保险丝、继电器、导线、负载设备属性表(统计负载电流、电压及功率参数的表格)等几个部分组成,各部分应分别注意如

16、下事项。保险丝应标明名称、容量和类型。继电器应绘制出控制电路,可不显示型号。导线应该至少标注导线截面积,如有可能,后期把线色及线号加注上去。负载设备属性表应该至少标注设备名称、额定电流,如有可能。堵转电流和峰值电流也可标注。在图纸的整体布局上,应尽量保证处于同一个保险丝盒的部分集中在一起,避免交叉布置。4.2 电源分配设计流程4.2.1配置表分解配置表是一项至关重要的数据文件,它对该车型的所有子系统的开发都起到至关重要的作用,对整车电器部分而言,配置表分解会影响到电源分配、原理图设计、三维线束布置以及二维线束图设计等诸多方面。就电源分配设计而言,我们要对配置表逐条进行分析,所有涉及电路的部分均

17、应被单独罗列出来,以便下一步的负载设备的确定。另外,在配置表分析时,应注意一下几个方面:1、分析整理用电设备应用配置表上最高配来实施。电源分配图是后期进行配电盒设计的重要一句。一般来说,高配车型所用到的继电器和保险丝数量要高于低配车型,如果我们按照低配车型设计电源分配,在设计高配车型原理时,配电盒预留的保险丝和继电器数量就无法满足要求。2、为了满足市场需求,一个芯项目车型都拥有较为全面的配置,而这些配置又无法分出孰高孰低,对电源分配各有各的要求。例如,某车型在开发汽油版的同时,配置表上又有柴油版,我们都知道,柴油版有预热装置,而且预热保险丝和继电器边界尺寸较大,这时候如果以汽油车型最高配置进行

18、电源分配设计的同时,也应将柴油车型考虑进去,这样就避免了后期开发柴油车型时对配电盒进行重新设计。3、当发动机和变速器无法体现系统的复杂程度时,应根据发动机和变速器的单元电路图仔细分析,逐一罗列到负载设备统计表中。4、国家强制性电气设备以及部分汽车基本设备一般不会列入配置表中,而这些配置又是很重要的电器设备,例如转向灯、刮水器等,这些在设计电源分配图时必须要考虑进去。5、低配车型所用到的保险丝或继电器反而比高配车型多的情况极为少见,但是并不代表没有。比如一些高配车型有集成化程度较高的模块,继电器由模块自带,而低配车型又无此模块,需要配电盒来提供继电器安装位置。这样的情况也是我们设计电源分配时需要

19、考虑的因素。某车型整车与电器相关的配置表序号系统项目配置1发动机系统发动机排量(L)1.8L1.5L2变速器5MT6MTCVT3底盘系统转向形式电动助力转向4制动器前后盘式5外部配置前组合大灯电动调节高度6前雾灯有7昼间行驶灯有8前转向灯有9侧转向灯有10后转向灯有11后组合灯左倒右雾12雨刮前无骨雨刮,后有骨雨刮13外后视镜电动调节14天窗电动15玻璃电动升降16高位制动灯有17后牌照灯有18内部配置油箱电子油泵19遮阳板带化妆镜灯20组合仪表液晶仪表21车载影音系统高清大屏显示22扬声器6个23暖风操纵机构电动空调面板24点烟器有25烟灰盒有26方向盘多功能27方向盘高度调节上下可调28换

20、挡操纵机构手动调节29手制动器电子手刹30室内灯(前/中/后)前中后31前门灯开关有32后门灯开关有33迎宾灯2个34喇叭2个35空调电动控制36安全带主副驾预紧式安全带37安全配置安全气囊主驾+副驾38儿童锁有39倒车雷达有40倒车视频影像有41中控锁有42后除霜有43PEPS系统有44GPS导航系统有45发动机电子防盗有46电子防盗系统有47胎压监测系统有48电子手刹EPB有49车身稳定控制系统ESP有50行车记录仪有51车联网手机互联系统5212V车载电源有53背门触点开关有54天线鲨鱼鳍天线4.2.2负载设备的确定负载设备的确定是对配置表的进一步分析,为电源分配图的设计提供更为直接的依

21、据。一般用电设备的单元电路图都较为直观地告诉了我们该色号被所用到的保险丝和继电器数量,甚至电源模式。对上述配置表详细分析后,结合各专业输入原理图,可得电器负载设备表如下表。负载设备表保险丝继电器额定功率(W)电流电源模式系统名称负载设备数量类型规格数量类型规格CINSTANTSTALL发动机系统点火线圈前后氧传感器ECU控制器喷油嘴碳罐电磁阀进气VVT阀排气VVT阀泄流控制阀废弃控制阀燃油泵66起动机压缩机48灯光系统远光灯60*2近光灯60*2前雾灯55*2昼间行驶灯10*2后制动灯21*2前后室内灯10*2迎宾灯5化妆镜灯5行李箱灯5转向灯21*4位置灯5*4后雾灯21*2调光电机倒车灯信

22、号装置电喇叭50*2冷却系统高速风扇210低速风扇170安全装置ESP电动机140120ESP电磁阀125ESP模块1510安全气囊控制器3.375横摆传感器转角传感器空调系统前鼓风机21后鼓风机前空调控制器2后空调控制器1控制模块BCM ECU2组合仪表5PEPS控制器CVT控制器EPSAVM控制器1雨刮系统前雨刮30后雨刮10洗涤电机30附件天窗55后视镜折叠5后视镜翻转1.2门锁20*5后除霜212后视镜加热车窗防夹控制器120*2车载电源120点烟器90MP54.2.3 继电器的合并与选用与否的判定继电器的工作原理就相当于一个开关,主要是起通断的作用。为防止频繁的通断造成电流持续冲击开

23、关,延长开关的使用寿命,一般需要选用继电器。1) 继电器合并,只要控制逻辑相同的2个或多个设备,均可合并继电器,即2个用电设备受同1个开关或传感器控制,但是必须保证该继电器的电流特性能满足这2个用电设备同时工作。2) 继电器选用与否,一个电器系统是否选用继电器一般是由该设备的工作电流以及开关的触点承受能力来共同决定的。如果触点容量大于额定工作电流,则无需选择继电器,反之,则需要用继电器来控制。4.2.4 保险丝的合并与选用与否判定保险丝是保护整车用电器及电路的重要元器件,直接影响整车的安全性及稳定性,所以再保险丝合并及衡量是否选用保险丝时应慎重对待。原则上将,应尽量不合并保险丝并且保证没跟导线

24、都有自己专用的保险丝,但是这在成本控制以及空格键布置上都是不允许的。应从以下几个方面来考虑保险丝的分配。1)保险丝合并,保险丝合并与否主要遵循以下两条原则:1 行车系统及安全系统类保险丝不允许各子系统之间交叉合并,例如电喷、变速器、仪表、ABS、BCM、TPMS、安全气囊、转向灯、前照灯、雾灯、制动灯、刮水器、喇叭等关系到行车稳定和安全的重要设备;2 舒适娱乐功能保险丝可以看情况合并,但若无较大成本压力,不同系统之间还是建议尽量不合并保险丝。2)保险丝的选用与否。保险丝设定与否主要考虑一下几种因素:1、功率型负载均需要设立保险丝给予保护。2、单根信号线一般不设定保险丝;多根具有相同信号的导线可

25、以设定共用一个保险丝,例如防盗模块、天窗控制器、BCM、ABS、电动窗控制器等均需要一个IG1信号时,可以设定一个IG保险丝。3、有时为了安全考虑,保险丝可以考虑细化。例如,远光灯、近光灯的保险丝各自分开的同时,左右等也同时分开,这样可以增大夜间行车的安全系数。4、当一个保险丝同时保护2个用电器,而这2个用电器功率差异较大时,应继续细化保险丝。4.2.5位置分配负载设备分布位置分析的主要目的是根据负载位置确定其保险丝和继电器的合理设计位置,位置分析得是否到位关系到整车导线得用量以及负载设备得电器性能。在设计过程中,需要始终贯彻一条原则:适当地演唱控制线路得长度,以尽可能地使得、执行作用得导线最

26、短。这样做的目的时尽可能的使电源到负载电压降低幅度最小,同时,执行导线的线径一般也较粗,这样能节约一定的成本,降低整车质量。1)电源保险丝盒:总保险丝和一级保险丝或者电流较大的用电器保险丝。包括EPS、ABS、发电机保险丝、预热保险丝(柴油车)、机舱盒总保险丝、仪表盒总保险丝等。2)机舱保险丝盒:该保险丝盒一般包括散热器风扇保险丝盒继电器、ABS模块保险丝、发动机ECU模块保险丝、主继电器保险丝和继电器、起动机保险丝和继电器、油泵保险丝和继电器、前后雾灯保险丝和继电器、喇叭保险丝和继电器。机舱保险丝盒的特点是,保险丝较少,继电器较多。但一般来说,该保险丝盒受发动机舱空间限制,尺寸较小,所以布置

27、起来较为拥挤。可以根据实际情况把部分保险丝和继电器调整到仪表保险丝盒,例如喇叭、前后雾灯、油泵等。3)仪表保险丝盒:除ABS和ECU之外的所有模块的保险丝、中控门锁保险丝、电动窗保险丝和继电器、影音娱乐系统保险丝、天窗保险丝、电动后视镜保险丝、除霜保险丝和继电器、制动灯保险丝、前后刮水器通断四和继电器、小灯保险丝和继电器、空调系统保险丝和继电器、点烟器和备用电源保险丝、仪表保险丝、危险报警灯保险丝和继电器、座椅加热和座椅调节保险丝、倒车灯保险丝、胎压监测保险丝、室内照明系统保险丝、ACC保险丝和继电器、IG1保险丝和继电器、IG2保险丝和继电器等。4)几个特殊的放置要求:(1)转向灯继电器需放

28、置在驾驶舱内,以便驾驶员能感知转向灯继电器动作时的声响。(2)制动灯继电器需放置到前舱电器盒内,在驾驶舱内会对驾驶员及乘员造成噪音,或在驾舱内使用静音继电器。但尽量采用放前舱电器盒的方式,除非客户要求才采用放驾舱的方式。4.2.6 系统分配(1)常电电源分配:A、分配在常电的电源是关闭点火开关仍需要工作的设备:室内延时灯、防盗系统、行李箱灯、喇叭、小灯(位置灯)、诊断系统、备用电源、制动灯、各控制器的记忆电源、警报灯及各种电器系统的工作电源等。B、分配在常电的电源还包括受到点火开关控制后直接接常电电源的设备:冷却风扇电机、鼓风机、近光、远光、前雾灯、雨刮、后除霜、启动机、压缩机、油泵等。(2)

29、点火开关电源分配:ACC档:在发动机启动时需断开的设备(音响系统、点烟器、电源插座、电动后视镜等)IG2:在发动机启动时需断开的设备(空调鼓风机控制电源、电加热除霜、电动天窗、座椅加热、电动窗、雨刮喷水系统等)。IG1:即ON档,该档在ST打开时,仍供电,在发动机启动时能使用的设备需分配到此档(仪表、电喷ECU、ABS、BCM、安全气囊、倒车灯等)。ST :启动马达,释放后钥匙将回到ON档,在此位置时ACC档和IGN2档的负载断电,以便有更足的电量用以启动。该档仅给启动机马达供电,不供其它设备电源。注:点火开关各档有承载电流要求,因此各档分配的设备需计算电流进行分配。各档分配的设备的总电流不能

30、超过各档的承载电流。需要特别注意的是,现在汽车的功能越来越强打,用电设备也越来越多,点火开关已经不能够再承受更短的用电设备挂接在上面,故在进行电源分配时,让额定工作电流较大的电器件电源取自常电,采用继电器控制的方法挂到相应的开关挡位上,这样既可以满足该件对电源的要求,也不会导致点火开关的工作电流过大,从而导致开关烧蚀的现象。4.2.7 保险丝和继电器的确定4.2.7.1 保险丝的确定一级保险丝(总保险丝)一般为Mega、BFI板式保险丝或者MasterFuse保险丝。其容量的确定较为麻烦,目前还没有一个较为严格的计算公司。如果确定为其后面挂接的二级保险丝的总容量之和显然是不合理的。根据经验,一

31、般用该保险丝所挂接的所有负载的额定电流除以0.8,然后根据保险丝环境温度来综合确定。同理,下面的二级保险丝和三级保险丝如果拖挂了多个用电器,也是用相同的算法。二级保险丝一般选用JCASE、AUTO、MINI、MAXI保险丝。其中JCASE属于慢熔保险丝,一般容量为2080A;MINI和AUTO为快熔保险丝,容量为240A。慢熔保险丝一般运用在电流较大的电动机类负载(电动窗、风扇、鼓风机、ABS),而快熔保险丝一般运用在额定电流较小的简单支路中。三级保险丝均为快熔保险丝。容量一般不会超过30A.选用MINI居多4.2.7.2 继电器的确定继电器种类选择一般注意2个方面,一方面是原理,另一方面是继

32、电器触点容量的选择。原理方面在常规继电器中应注意一组常开和一组转换的选择。特殊继电器应着重注意闪光继电器和刮水继电器,刮水和闪光应结合BCM和刮水器的原理来分析。五 搭铁分布设计搭铁点的分配在汽车线束设计中尤为重要,因为它是保证信号传递的完整性的重要组成部分,如果搭铁点选择不当,就易造成信号干扰,从而影响某些电器正常功能的实现。因此在汽车线束的设计过程中,一定要根据用电设备的性质、功能的不同,对搭铁线和搭铁点作合理的分配,才能最大限度地保证汽车上各电气设备的良好工作状态。按照搭铁回路的功能来划分。将电气设备分为2类。一类为重要件,一类为普通件。其中重要件包括发动机控制单元(ECU)、制动防抱死

33、系统控制单元(ABS)及安全气囊系统控制单元(SRS)及其它涉及整车安全的控制单元。该类电负荷不仅对于整车性能及安全至关重要,而且该类电气设备属敏感设备,易受其它用电设备干扰。因此,重要件的搭铁点必须单设,而不能和其它电气设备共用搭铁点,以免受其它电器件的干扰,对汽车的性能及安全性造成影响。但在有些车辆的设计中,为提高其搭铁可靠性,会对某些重要电器件进行复式搭铁,如安全气囊。这样做的目的是如果其中一处搭铁失效,系统可以通过另一搭铁点搭铁,以确保系统安全工作,同时还可以降低接地阻抗。此外,EMCRFI搭铁也需要单独设立搭铁点(如音响),目的是保证收音状态的电磁兼容通过性。至于普通件,该类设备对于

34、整车而言。重要性并不是很大。一般为增进驾乘人员的舒适性而加设的电气设备。因此,对于该类器件可以根据情况相互组合,共同铆接搭铁。还有一点需要提醒的是:一定要保证全车搭铁点与蓄电池负极可靠连接。此外,防静电搭铁的相关内容可参考文献。下图2是典型的轿车的搭铁分配方式。图中搭铁点的搭铁位置参见下表1。A、感性负载需单独接地:冷却风扇、鼓风机等B、控制模块需单独接地:电喷ECU、ABS、ESP、EPS、TCU、TPMS、AVM、BCM、MP5C、传感器需单独立接地:燃油传感器、水温传感器。图4 典型轿车搭铁分配方式表2 图四搭铁位置表注意,在电路中,用电器会由最近的地方回到电源负极,所以控制单元应尽量靠

35、近蓄电池负极,避免受其他用电器的冲击;下图2中,假设A为电器负载的功率地,E为控制单元的参考地(控制器传感器和执行器的地直接和控制器相连,经控制器内部,再和地连接),电器负载会沿红线1回到负极,控制单元会沿红线2回到负极,构成各自回路。假设将控制单元参考地布置在B位置,则电器负载会沿红线1回到控制单元参考地,控制器会沿红线2回到负极,见下图3,这样会造成对控制单元的冲击,如电流较大,有可能造成控制器的损坏。图2 控制器地正确布置图3 控制器地错误布置六 继电器的分配选取6.1继电器的分配汽车常用继电器的作用是小电流控制大电流作用,继电器是用来保护开关触点的,若开关触点的耐电流满足负载的额定电流

36、就可以不用继电器保护。因此在开关触点的耐电流不能满足负载的额定电流时则需要选用继电器以小电流控投影大电流。A、需选用继电器的负载:冷却风扇、鼓风机、近光、远光、前雾灯、小灯、制动灯、前雨刮、主继电器、油泵、压缩机、喇叭等B、部分需要控制策略的负载需要选择用继电器:后雨刮、倒车灯、洗涤、ACC、IG1、IG2。6.2继电器选取要求A、 触点形式:根据电路系统的控制要求确定继电器的触点形式(一个触点、两个触点、常开、常闭等),再根据额定负载电流及其它要求(电气参数、引出端方式30为电输入,87为输出,85为线圈正,86为线圈地)来选定最终的继电器规格。B、工作电压范围:需根据研发车型的供电电压要求

37、来选择,目前一般为12V和24V;C、电气寿命的选择:根据功能的不同电气寿命的要求也不同,常动作的继电器(如闪光继电器)其电寿命5105 次,一般的继电器寿命的2105次即可;D、线圈额定电流的选择:对没有特殊要求的继电器(喇叭、除霜器、雾灯等)一般优先选用汽车普通继电器(成本底),对一些固定在PCB电路板上及控制模块系统中的继电器需选用线圈上并联瞬态抑制(又叫削峰)二极管或电阻的继电器(成本高),此线圈的额定电流可根据相应的控制系统来确定;E、电流负载的选择:根据用电设备的额定电流选用相应额定电流的继电器,继电器的额定电流取决于触点的负载性能(触点的材质一般为AgSnO),继电器额定电流的7

38、0%不应该小于负载的平时工作电流;F、温度范围:根据负载继电器装配的位置来确定选用继电器的耐温参数:如装配在室内,耐温范围:-40+85;如装配在前舱,耐温范围-40+125。G、 干湿区之分:前舱选择防水型,驾舱可选择不防水型。七 保险丝分配及选取7.1保险丝的分配A、安全相关的系统不能与其他系统共用保险:安全气囊系统、ABS、电喷ECU、制动灯、近光、远光、TCU、TPMS、AVM、油泵等。B、脏电流、大电流用电器使用单独的保险:鼓风机、风扇、车窗、除霜、压缩机等。C、高低电流回路(电流差5A以上)不共用一个保险。D、脏电源定义:感性和电容负载、电机负载、继电器触电端、PWM、车速传感器、

39、收音机(大功率的放大器被应用)、点烟器等;E、慢熔保险丝与快熔保险丝的分配:慢熔、快熔保险丝的选择应根据所保护线路上的负载的性能而定,或快熔保险丝的保险时间超过负载的峰值电流时间,则可以选择快熔保险丝,若不能满足则需选择慢熔保险丝,一般电机负载选用慢熔保险丝,例如:电动窗、冷却风扇、鼓风机、ABS、起动机、EPS、ESP、EPB、后除霜等。一级保险丝需选用慢熔保险丝。7.2保险丝的选取保险丝的作用就是保护导线和用电器的,用电器的额定功率根据I工作=P/U计算出来,在常温(25)下,建议选择保险丝的额定电流为工作电流为135%。当环境温度升高时,保险丝的载流能力会下降。实际保险丝选用可参考公式如

40、下:a、保险丝容量的确定:保险丝容量正常工作电流/(负载特性系数峰值电流时间系数负载装配区域系数保险器的安装区域系数)公式中各系数说明如下:1)负载特性系数,负载特性分为连续负载和间断负载。连续负载:工作时间在10s以上,连续负载系数为0.8间断负载:工作时间在10s以下。间断负载系数为1.12)峰值电流时间系数 如出现峰值电流的时电器间0.3s,其系数为1.0。如出现峰值电流的时间0.3s,其系数为0.7。3)负载装配区域系数,如布置在室内则系数定义为1.0, 如布置在发动机舱则系数定义为0.9。4)保险斯的安装区域系数,如保险丝单独放置则系数为1.0;如果保险丝放置在保险丝盒内则系数为0.

41、9。一般来说,对于阻性负载,多用快速保险器;而对于感性负载,多用慢速保险器。例如:S12的喇叭保险丝:工作电流是8A,则:FUSE的容量8A1.10.70.90.9=13A,根据保险丝的实际规格可以选择15A的保险丝来保护线路。在电路设计过程中有关保险丝的选择可以结合上面的经验公式来选定。有关慢熔、快熔保险丝的选择应根据所保护线路上的负载的性能而定,例如ABS控制系统的线路保险丝:如在制动踏板踏下的瞬间,既ABS系统起作用的瞬间ABS控制单元产生峰值电流的时间很短,也就是说ABS控制单元本身抑制峰值电流的时间很短,就可以选择快熔保险丝(AUTOFUSE 、MINI FUSE、MAXIFUSE)

42、、如ABS控制单元产生峰值电流的时间很比较长,也就是说 ABS控制系统本身抑制峰值电流的时间比较长,就可以选择慢熔保险丝(SLOWB LOW FUSE),具体情况可以让设计的厂家提供有关各控制系统的抑制峰值电流的性能曲线。设计要求:在负载及线路过载情况下,负载及线路无影响,在负载及线路短路情况下,保险丝会熔断,线路无影响。电机堵转情况下,线路无影响,保险丝也不会熔断。八 导线的选取设计8.1 导线颜色的选择随着汽车用电设备的增加,安装在汽车上的导线数量也越来越多,为了便于识别和检修汽车电器设备,通常将电线束中的低压线采用不同的颜色组成。根据我国汽车电线颜色选用规则的规定,低压电路的电线(标称截

43、面积4mm2)在选配线时习惯采用两种选用原则,即以单色线为基础的选用和以双色线为基础的选用。1、优先选用单色,再选用双色线。2、同一插件内,尽量选用不同颜色的导线。3、搭铁线应用黑色导线,黑色导线除作搭铁外不做其他用途。4、导线的颜色选择应符合国标QC/T414 1999汽车用低压电线的颜色。5、满足使用的情况下,尽量减少导线颜色的种类。6、以单色线为基础选用时,其单色线的颜色和双色线主、辅色的搭配及其代号分别如表3和表4所示。表3 汽车用单色低压线的颜色与代号颜色黑白红绿黄棕蓝灰紫橙代号BWRGYBrBLGrVO表4 汽车用双色低压线颜色的搭配与代号导线颜色BBWBYWWRWBWBLWYWG

44、RRWRBRYRGRBLGGWGRGYGBGBLYYRYBYGYBLYWBrBrWBrRBrYBrBBLBLWBLRBLYBLBBLOGrGrRGrYGrBLGrGGrB以双色线为基础选用时,各用电系统的电源线为单色,其余均为双色。其双色线的主色如表5所示。当其标称截面积大于1.5mm2时,导线只用单色线,但电源系统可增加使用主色为红色、辅色为白色或黑色的两种双色线;对于标称截面积小于1.5mm2双色线,其主、辅色的搭配如表6所示。表5 各用电系统导线配色表序号系统名称导线主色代号1电源系统红R2点火、起动系统白W3转向灯及灯光信号系统绿G4室内照明灯系统黄Y5前照灯、雾灯等外部照明系统蓝Bl

45、6仪表、报警信号系统和电喇叭系统棕Br7收音机、电子钟、点烟器等辅助电器系统紫V8各种辅助电动机及电气控制系统灰Gr9电子控制系统橙O10搭铁线路黑B 表6 汽车用标称截面积小于1.5mm2双色低压线主、辅色的搭配表主色辅色RYWBBrGBLRYBLWGBrVGr注:“”表示允许搭配的颜色;“”表示不推荐搭配的颜色;“”表示不存在的颜色。8.2 导线类型的选择设计选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能,具体如下。1、发动机周围环境温度高,腐蚀性气体和液体也很多。因此,一定要使用耐高温、耐油、耐振动、耐摩擦导线。2 、制动盘附近的导线由于靠近车轮,经常遇到泥水、沙石的飞溅,必须选择外部有较厚、

46、耐磨的橡胶材料的导线。3、行李厢盖上的导线要在低温下保持其弹性,所以要选用冷弹性导线保证其正常工作;4 、车门内导线则需要耐弯曲性要高。5 、弱信号类传感器需要单独的屏蔽线、双绞线,例如爆震传感器和曲轴位置传感器、ABS轮速传感器等。6 、还有一些特殊导线,如起动机电源线、发电机B+线等,由于其功能的特殊要求,必须承受大电流,所以要求其绝缘层散热性要好,特别是其处在发动机舱内的高温环境下,距离排气较近,一般要达到耐200高温,甚至更高,而其电压降又要求相当低,因此,为满足上述性能要求,一般都采用特殊导线。7 、出于成本和整车减重的考虑,在满足性能要求的前提下,尽量选择线径较细的导线,以及同种导

47、线。8 、随着近年来国际上绿色环保的要求,车辆报废后,所有的零部件都需要回收,所以,部分国家要求不能采用PVC导线,取而代之的是一些聚酯材料导线的使用。因此,如果目标市场国家有此类行要求时,还需要对导线的选择进行进一步分析,以满足其法规要求。9 、常用的导线种类有日标(AVSS等)、国标(QVR)、德标(FLRY)、美标等几大系列,见附表15。8.3 导线耐温等级的选择根据电线束导线的工作环境温度,选用不同耐温等级的电线,参照附表中各种电线的耐温等级进行选择。如日本标准导线中的AVSS电线工作温度80,AEX电线工作温度120。乘员舱的电线选用耐温等级为80的导线就能满足要求;发动机舱线束选择耐温等级120的导线就能满足要求;横穿上述两个区域的导线应选择能同时满是两个区域温度要求的导线;经过排气管等热源附近的导线应选用耐温

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