汽车电器电源分配

1、课程名称汽车电器构造与维修课题名称实训十七、 汽车电源分配 授课时间授课地点授课时数讲授示范学生实 操学生实操考核授课班级第十八周汽车负一楼实训场地10.52.521651Z4Z51651D2、169701教 学目 的要 求知识目标1了解汽车电源分配系统的结构、特点、型号。2了解工作原理，训练逻辑思维的能力、想象能力。3. 了解电源分配系统故障及其排除方法能力目标1掌握汽车电源分配系统的结构、特点、型号。2能正确的检测汽车电源分配系统。3能在实车进行电源分配系统的检查和更换。素质目标1形成良好的纪律观念，遵守行业法律法规；2树立工具、设备使用的安全意识；3形成良好的团队协作精神；4锻炼组织沟通

2、能力，能够与团队其他成员协同解决问题；5培养良好的5S习惯教学重点1电源分配系统的结构、特点、工作原理。3.电源分配系统影响因素、使用、维护和故障诊断方法。教学难点1. 汽车电源分配系统的故障分析与检测方法。2. 能在实车进行电源分配系统的检查和更换。教学策略教学方 法 分组讨论法 案例教学法 任务教学法 教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。教学资 源教师准备学生准备1.器材：整车6辆（3辆2013款科鲁兹 3辆2014款新桑塔纳）1.穿好工作衣（整理仪容仪表）2.耗材：汽油、抹布3.资料：维修手册（2013款科鲁兹 3辆2014款新桑塔纳）2.汽车电器构造与

3、维修教科书、练习册、笔记本、笔4.工量具：世达工具、连接线、万用表、试灯巡 回指 导内 容1. 讨论、提问、操作。每组67人。2.电源分配系统内部结构、功能及原理。3.电源分配系统的拆解及检测方法。授课过程教 师 活 动学 生 活 动一组织学生站队、收手机、行上课礼、做好考勤、宣布课堂纪律。课堂情况（考勤表）授课班级应到人数实到人数请假人数旷课人数课堂情况记录2 导入新课：由整车的成本目标和竞争车型的电器功能方面的分析，电器系统的设计人员需掌握该新开发车型电器方面的技术要求，确定此车的不同配置车型 ( 基本型、舒适型、豪华型) 的电器配置，并确定该车有可能的改型车的电器方面的配置要求，在整车电

4、源分配上尽可能地考虑预留、通用，这样就可以在改型车后期满足电器设备用电量预留。1 活动一：电源分配控制策略答：在汽车的行驶过程中，驾驶员根据需要和规定发出必需的音响信号，警告行人和引起其他车辆注意，保证交通安全，同时还用于催行与传递信号。在概念设计期间，需要勾画出整车的控制策略框架，计算整车电路系统大概包括哪些用电单元，功率多大，用电单元采取何种控制方式，如何控制? 需体现出保险丝、继电器及其所挂负载的连接关系，同时需要对整车的用电器进行初步确定，并设计整车电源分配图，计算出需要的电源分配中心、电源系统来满足整车电器的需求。电源分配图是反映整车熔断丝以及继电器同用电设备之间对应关系的图纸。常规

5、电源分配图一般由蓄电池、发电机、点火开关、熔断丝、继电器、导线、负载等几个部分组成，各部分注意事项如下:( 1) 熔断丝应标明名称、容量和类型; ( 2) 继电器应注明功率、绘制出控制图;( 3)导线应注明导线截面积，如有可能线号及颜色可以标注上去;( 4) 在图纸绘制布局时尽量保证同一熔断丝控制单元电路绘制在一起，避免交叉布置，这样可以为后期熔断丝盒的设计提供很大便利。2 电源分配设计架构对于一个新开发车型，一般按照图 1 所示流程逐步完成整车电源分配流程图，根据整车的配置、性能指标、功能，完成电源系统功能分解，其功能是: 整车供电、充电、起动机等。图 2 所示为某车型电源系统分配架构示例。

6、活动二：查找资料了解电源分配系统 的结构、分类1 配置表:配置表是一项至关重要的文件，它对该新车型的所有子系统的开发都起到至关重要的作用。就整车电器而言，配置表分解会影响到整车电器零部件采用情况，帮助设计者在项目初期对整车电器有总体上的、较为具体的把握，同时为整车控制策略的确定、电器盒的选型、电源分配、原理设计、三维线束布线、二维线束图纸设计等方面，同时为整车电器控制策略的确定、负载选型提供依据。就电源分配设计而言，要对配置表逐条进行分析，所有涉及电路部分均应被单独罗列出来，以便下一步的负载设备确定，在配置分析时要注意以下几项:( 1) 分析整理用电设备应以配置表上的最高配置来实施，电源分配图

7、是后期进行配电盒设计的重要依据，一般来说高配车型所用到的继电器盒熔断丝数量要高于低配车型，如果按照低配车型设计电源分配，在设计高配车型时，配电盒预留的熔断丝和继电器数量就无法满足。( 2) 低配车型所用到的熔断丝或继电器反而比高配车型多的情况比较少见，但也不代表没有，随着电气技术模块化、集成化，继电器和熔断丝由模块自带，而低配车型无此模块需要继电器盒提供安装位置，这也是在电源系统分配设计时需要考虑的因素。表 1收音机配置信息序号动力总成1. 5-MT备注型号实力型进取型豪华型尊贵型1电 调 收 音 机 +MP3 接口2单碟 CD+MP3 接口34 个扬声器46 个扬声器注:代表车型配置收音机是

8、把电台发射的无线电波中的音频信号取出来，加以放大，然后通过扬声器还原出声音。具体讲: 从天线接收到电台的高频信号，通过输入回路选出其中需要的电台信号送入变频级的基极，同时，由本机振荡器产生高频等幅波信号，其频率高于被选电台载波送入变频级的发射极，二者通过晶体管的非线性变换，将高频调幅波变换成中频调幅波信号。变换后的中频信号通过变频级集电极接的 LC 并联回路，被送到中频放大器，放大后，再送入检波器进行幅度检波，然后通过低频电压放大和功率放大，再去推动扬声器，还原出声音。此系统工作由设备电路板内部处理完成，所以该系统没有用到继电器保护。2. 搭铁点负载确定示意图上需表达出搭铁点在整车上所处的大致

9、位置，同时需附加表格以表达出某搭铁点上所挂负载，如图 3 所示某车型搭铁示意图。附表左后灯具搭铁点负载序号搭铁点号所带负载左后转向灯1G301左后雾灯左后制动灯3.接地分配接地点分配，主要遵循以下几个原则:整车电器件采用就近共用搭铁点的原则，但针对 ECU、安全气囊、ABS 等影响整车安全性的电器件和音响、油位传感器等对干扰较敏感的电器件，要求单独搭铁。大电流负载 ( 电机等) 和小电流负载 ( 传感器等) 要求分开搭铁。搭铁位置的确定应遵循:( 1) 搭铁点尽量布置在容易维护的地方，便于搭铁点维护;( 2) 选择就近搭铁。即在用电器附近搭铁，这样就可以将在某一范围内的用电器的地线合并在一起;

10、( 3) 对灯具、风扇等电器电路中的搭铁，可以在线束中设计一个打卡点，然后再连接到车身上搭铁点，就可以减少导线的使用，降低线束的直径与质量;( 4) 对于控制单元、传感器、仪表等电路的搭铁，为避免搭铁信号的干扰，应直接从电器件引线到搭铁点;( 5) 搭铁位置优先选择在各主要的梁上，除非特殊情况外，不允许使用支架搭铁，避免搭铁不良;( 6) 遵守一些电器件搭铁的特殊要求。如发动机的搭铁要求在距离控制模块 200 mm 以内，应该优先满足4.引导观察：回路保护分级以表 2 所示某车型发电机正极回路熔断丝为例 ( 前舱电器盒部分) 。( 1)一级保护表 2前舱电器盒一级保护序号容量 /A类型负载功能

11、布置位置180MIDI仪表电器盒总保险240J-CASEABS 电源350J-CASEEPS 电源前舱电器盒430J-CASE风扇低速515mini左近光、左远光( 2)二级保护表 3 所示为仪表电器盒总熔断丝次级保护 ( 仪表电器盒部分) 。表 3仪表电器盒总熔断丝次级保护序号容量 /A类型负载功能布置位置140J-CASE点火开关225mini后除霜330mini天窗仪表电器盒430J-CASE鼓风机520mini左前玻璃升降器(3) 三级保护表 4 所示为点火开关熔断丝次级保护 ( 点火开关部分) 。表 4点火开关熔断丝次级保护序号容量 /A类型负载功能备注110miniBCM、天窗、音

12、响ACC220mini点烟器310miniICM410miniSDMIGN1515mini前雨刮电机5.建立电源属性表建立电器属性表是一个数据收集过程，收集数据只是为了更好地设计电源分配图，属性表内容应至少包括供应商信息，各针脚额定电压 / 电流、峰值电压 / 电流、堵转电流 ( 电动机类) ，接插件型号、供电模式等。6.整车电源功率表确定表 5 所示为某车型电源功率确定表示例 ( 前舱部分) 。表 5某车型电源功率确定耗用电线路设计保险丝参考序号用电设备名称功率 /W导线截面额定电参考载流备注流 /A电流 /A积 /mm2流 /A( 35 A)1发动机瞬间251201502散热风扇150 2

13、5013 212 5303330工作时长时间用3空调离合器544 51151820打开空调长时间用4左前大灯554 51151810长时间用右前大灯554 511518105前左右雾灯120101 5202220长时间用6转向灯9581151815短时用7位置灯3530 571010长时间用8刮雨器40 703 3 5 81151815长时间用9单音喇叭554 61151815短时用10双音喇叭1008 31151815短时用7.负载设备位置分析负载设备分布位置分析的主要目的是依据负载的位置确定其熔断丝和继电器的合理位置。位置分析是否到位关系到整车线束，关系到整车导线的用量以及负载设备的电器性

14、能。在设计过程中需要贯彻的原则: 适当地延长控制线路长度，以尽可能地使起执行作用的导线最短。这样做的目的是尽可能地使电源到负载时电损耗最小，同时，起执行作用的导线一般线径较粗，这样也能节约一定的成本，降低整车质量。负载布置注意以下几项:( 1) 负载布置直接影响整车线束的布置方式、线束在整车中的走向、线束直径的大小，进一步影响着车身的结构与线束布置方案以及整车的质量。合理的布置还可以节约一定的线束成本;( 2)负载设备可维修性考虑。对于整车电器系统，不可避免地会存在维护工作，如不同线束间的连接器、电器盒熔断丝、继电器的更换、OBD 接口的使用、ECU 的检测维护等;3) 要根据设备特性、环境要

15、求进行布置。活动三： 熔断丝和继电器确定1.选定熔断丝的流程( 1) 决定熔断丝种类、额定电流。 计算使用回路的负载电流; 确认负载波形的模式; 从负载规格选定熔断丝种类;从负载电流值、通电模式计算出熔断丝容量。一般情况下导线的工作电流按照在常温 ( 25 ) 下选择额定电流的 75% 为工作电流，当环境温度升高时，熔断丝的载流能力会下降，下面有经验公式可以在确定保险丝容量时作为参考:InIf = ( × 0. 75)式中: If 为保险丝的理想值; 为温度折减系数; In 为正常工作电流值。例如: 一个快熔保险丝在 90条件下工作，并在 1. 5 A 时工作，温度折减率 是 95%

16、 。那么保险丝理想值是:1. 5If= ( 0. 95 × 0. 75) = 2. 1 A这种情况下根据保险丝的实际规格可以选择 3 A 的保险丝来保护线路。( 2) 选定连接电线尺寸、确认上限长度。 ( 3) 测试确认温度上升、短路测试。确保待测物的可靠度; 确认零部件均在温度范围内使用及有无异常上升 。3. 选定熔断丝种类 ：( 1) 小电流负载;( 2) 短时间电流脉冲负载; ( 3) 大电流负载; ( 4) 长时间电流脉冲负载; ( 5) 锁电流负载。在选用保险丝种类过程中，需要对保险丝做以上 5 项试验，在确保规定的时间内及负载下确认零部件无异常问题发生。3.1继电器确定

17、( 1) 继电器有如下几种作用: 扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路; 放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路; 综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果; 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。( 2) 继电器的选择: 按使用环境选型，使用环境条件主要指温度 ( 最大与最小) 、湿度 ( 一般指 40 下的最大相对湿度) 、低气压 ( 使用高度 1 000 m

18、 以下可不考虑) 、振动和冲击; 按输入信号不同确定继电器种类，若整机供给继电器线圈是恒定的电流应选用电流继电器，是恒定电压值则选用电压继电器; 继电器额定电流的选择，继电器额定电流的 70% 不应该小于负载的平时的正常工作电流;例如:工作电流为10. 5 A的负载应选用额定容量不小于 15 A 的继电器，这样继电器才能长久地可靠地工作。确定所选用的继电器各项技术参数应满足电路设计及相应的实验标准要求; 根据负载情况选择继电器触点的种类和容量。国内外长期实践证明，约 70% 的故障发生在触点上，这足见正确选择和使用继电器触点非常重要; 继电器线圈参数的选定，继电器动作后，如果降低保持电压会减弱产品的抗震性，有可能在汽车颠簸时发生误动作。推荐使用的保持电压应高于 80% 的额定电压。继电器的释放电压一般为 10% 的额定电压，当线路上残余电压过大时，会造成继电器不释放。为保证低动作电压 ( 60% 额定电压) 的要求，线圈一般设计功耗较高，长期施加在线圈上的最大工作电压一般应小于 120% 额定电压，以防止高温老化、线圈匝间短路而使继电器失效。三、 集合，对各小组考核进行点评，指出其存在问题，表扬优秀的学生，对表现差的学生进行鼓励，督促课后巩固学习。