طريقة تصميم تسخير دوائر السيارات

يحتاج تصميم أحزمة دوائر السيارات إلى مراعاة السلامة بشكل شامل, مصداقية, التوافق الكهرومغناطيسي وسهولة الصيانة. وفيما يلي أساليب ومبادئ التصميم الأساسية:
1. مبادئ التصميم والمواصفات
‌السلامة أولاً‌
أحزمة الجهد العالي (مثل مركبات الطاقة الجديدة) تحتاج إلى اعتماد تصميم ثنائي المسار لتجنب استخدام الجسم كنقطة تأريض, واتبع بدقة متطلبات مقاومة الجهد العالي ومستوى الحماية.
تحتاج الأحزمة إلى تجنب مناطق تشوه الاصطدام (مثل العوارض المضادة للتصادم والأبواب الداخلية) لمنع تلف العزل والتسرب.
يجب أن تكون الأسلاك مجمعة بدقة, ثابتة ومثبتة, ومحمي عند المرور عبر الثقوب, وينبغي الاحتفاظ بالإزاحة أثناء الكبح في حالات الطوارئ.

‌تصميم وحدات ومجزأة‌
تقسيم وحدات تسخير (مثل تسخير المحرك, تسخير الصك, تسخير الباب, إلخ.) وفقًا للمناطق الوظيفية لتقليل طول الحزام الرئيسي, تقليل التكاليف وتسهيل التفكيك والتجميع.
يجب ترتيب الموصلات المجزأة في مكان مخفي وسهل الصيانة لتجنب مخاطر الصدمات.

‌التوافق الكهرومغناطيسي (إي إم سي)‌
يجب توجيه أحزمة الجهد العالي أسفل الهيكل قدر الإمكان لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي. لخطوط الإشارة الحساسة (مثل الحافلة), يتم استخدام تصميم الزوج الملتوي أو السلك المحمي لتعزيز القدرة على مقاومة التداخل.

شرح تفصيلي للتعرف على مخططات دوائر السيارات وتحليلها

2. طريقة الترتيب
‌متطلبات التثبيت والتباعد‌
يتم تحديد التباعد بين نقاط التثبيت المجاورة لأحزمة الجهد العالي وفقًا لمساحة المقطع العرضي:
عندما تكون مساحة المقطع العرضي أكبر من 16 مم², التباعد ≥300 مم;
عندما تكون مساحة المقطع العرضي أقل من أو يساوي 16 مم², التباعد هو 200 مم‌.
الفجوة بين الحزام والأجزاء الثابتة هي ≥10 مم, تجنب ملامسة الحواف الحادة, درجات حرارة عالية, والأجزاء المتحركة. إذا لزم الأمر, أضف درعًا حراريًا أو أنبوبًا مموجًا للحماية‌.

‌تحسين مسار الأسلاك‌
يجب أن تتجنب أحزمة الجهد العالي العبور أو اللف, ويجب توجيه الأسلاك الموجبة والسالبة في نفس المسار. الأحزمة المرتبطة (مثل الأسلاك ثلاثية الطور للمحرك) ينبغي ترتيبها بشكل متناظر‌.
عندما يتم توصيل قمرة القيادة وأحزمة المقصورة الأمامية, يجب أن يتم تمريرها عبر فتحات الصفائح المعدنية في الجسم وإغلاقها لمنع تسرب الماء والغبار‌.

‌مواصفات التخطيط ثلاثي الأبعاد‌
قم بدمج هيكل الصفائح المعدنية للجسم لتخطيط اتجاه مجموعة الأسلاك لضمان سهولة التجميع والصيانة. تم ترتيب الموصل في وضع سهل التشغيل لتجنب صعوبة التوصيل والفصل بيد واحدة‌8.

ثالثا. ‌تصميم خاص لتسخير الأسلاك ذات الجهد العالي‌
‌نظام المسار المزدوج واختيار الموصل‌
تعتمد دائرة الجهد العالي بشكل صارم على تصميم المسار المزدوج. يجب أن يكون للموصل حلقة متشابكة, مستوى حماية عالي (مثل IP67) ووظيفة التدريع, ويفضل الموردين الناضجين‌.

يجب ترتيب أحزمة الأسلاك عالية الجهد مثل أنظمة القيادة ومحطات الشحن بشكل مستقل ومتماثل بشكل متماثل‌.

‌الإجراءات الوقائية
يجب أن تكون مجموعة أسلاك مقصورة المحرك مقاومة لدرجة الحرارة المرتفعة والاهتزاز, ويجب تعيين نقاط ثابتة كل 200 مم, بمسافة ≥100 مم من مصدر الحرارة‌.

استخدم أغطية واقية بلاستيكية عند تمرير مجموعة أسلاك الباب عبر الفتحات, وترتيبها على الجانب الجاف من الباب لتقليل خطر تسرب المياه‌.

رابعا. ‌التحقق والتحسين‌
‌مراجعة المخطط
تحتاج مرحلة التصميم إلى اجتياز مراجعات متعددة الأقسام (تصميم, عملية, جودة, تصنيع) للتأكد من جدوى المخطط‌.

‌الإنتاج التجريبي والاختبار‌
التحقق من الرسومات ثنائية الأبعاد من خلال مخططات وخطط الأسلاك ثلاثية الأبعاد, وإجراء وظيفي, اختبارات المتانة والقدرة على التكيف البيئي بعد الإنتاج التجريبي‌.
تحتاج طرق التصميم المذكورة أعلاه إلى تحسين شامل مع الحمل الكهربائي للمركبة, ظروف التشغيل (مثل نظام العمل المستمر / القصير / العشوائي) والعوامل البيئية (درجة حرارة, اهتزاز).

بحث وتطبيق طريقة تصميم دائرة تسخير أسلاك السيارات

كنسبة مهمة من تكلفة تسخير الأسلاك, إن دائرة تسخير أسلاك السيارات لها تأثير كبير على تحسين تكلفة تسخير الأسلاك. ويرتبط أيضًا بشكل مباشر بسلامة وموثوقية الأجهزة الكهربائية في السيارة. على أساس ممارسة العمل, تلخص هذه المقالة العديد من الاعتبارات الخاصة بتصميم الحلقة من جوانب التكلفة والأداء, ويقترح استراتيجيات مراقبة محددة وأساليب التنفيذ, توفير الدعم الفني لتصميم حلقة تسخير الأسلاك بكفاءة ودقة. لها أهمية توجيهية قوية لمصممي أحزمة الأسلاك.

1 مقدمة
تعمل منتجات تسخير الأسلاك كحامل اتصال للوظائف الكهربائية للسيارات وتحقق اتصال الدائرة بين المكونات الكهربائية المختلفة. تشكل نقطة البداية ونقطة النهاية لكل اتصال دائرة الحلقة داخل منتج مجموعة الأسلاك. يمكن القول أن دائرة تسخير الأسلاك هي جوهر منتج تسخير الأسلاك. تحدد جودة تصميم الدائرة لمنتج تسخير الأسلاك بشكل مباشر سلامة وموثوقية مجموعة أسلاك السيارة. مع زيادة درجة كهربة المركبات, تزداد بيانات المكونات الكهربائية, يصبح تفاعل الإشارة بين الأجهزة الكهربائية أكثر حميمية, ويزداد أيضًا عدد حلقات تسخير أسلاك السيارات بشكل حاد. وصلت بيانات دائرة تسخير الأسلاك لنماذج المركبات العامة تقريبًا 1,000 (شكل 1).
تعد كيفية تحسين وتنسيق هذا العدد الكبير من الدوائر مشكلة صعبة يواجهها تصميم أسلاك السيارات.
توفر المعلومات الفنية الموجودة حول تصميم مجموعة أسلاك السيارات بشكل أساسي إرشادات التصميم لتصميم مجموعة الأسلاك في اختيار مواد مجموعة الأسلاك وروابط التصنيع والمعالجة, لكنه يفتقر إلى التحليل المنهجي لمفاهيم التخطيط والتصميم لدوائر تسخير الأسلاك. تشرح هذه المقالة النقاط الرئيسية ذات الصلة بتصميم حلقة تسخير الأسلاك من جانبين: التكلفة والأداء, ويوفر مسارات تحكم محددة. لها دور توجيهي معين في تصميم دوائر تسخير الأسلاك.

2 طريقة تصميم الحلقة على أساس التكلفة
تمثل حلقة تسخير الأسلاك حوالي 90% من تكلفة المواد تسخير الأسلاك, بما في ذلك الأسلاك والموصلات. للسيطرة على تكلفة تصميم تسخير الأسلاك, يجب أن نبدأ من تحسين تصميم حلقة تسخير الأسلاك.
فيما يتعلق باستخدام الأسلاك, إن كيفية تحقيق وظيفة اتصال الحلقة مع الحد الأدنى لطول السلك هي القضية الأولى التي يجب مراعاتها في تصميم الحلقة. وهذا ينطوي على جانبين من عناصر التصميم: موقع وضع المكونات الكهربائية واختيار مسارات تخطيط تسخير الأسلاك. وهذان العاملان مستقلان ولكنهما مترابطان ولهما تأثير كبير على استخدام طول السلك.
أولاً, من الضروري تحديد طريقة توصيل الدائرة بناءً على مبدأ المكونات, ومن ثم تحديد الموضع الأولي لتخطيط كل مكون في بيئة السيارة. يعتمد اختيار مسار تخطيط مجموعة الأسلاك على موضع تخطيط المكونات, استخدام أقصر طول لحزام الأسلاك لتغطية أكبر قدر ممكن من مساحة تخطيط المكونات. وهذا أيضًا هو النموذج الأولي للطوبولوجيا الكهربائية للمركبة.

بعد الانتهاء من بناء طوبولوجيا السيارة, يجب تصميمها والتحقق منها. عن طريق حساب استخدام الأسلاك المحددة, يمكننا تحديد ما إذا كان موضع تخطيط المكونات ومسار تخطيط مجموعة الأسلاك معقولاً (يوجد حاليًا عدد كبير من البرامج في السوق يمكنها تحقيق هذه الوظيفة). الطريقة المحددة هي المقارنة عن طريق ضبط الأجزاء واحدة تلو الأخرى. كما هو مبين في الشكل 2 والشكل 3, تتم مقارنة تصميمات مواضع تخطيط BCM المختلفة للتحقق من طول وكمية الأسلاك المستخدمة في السيارة, ثم حدد موضع تخطيط BCM الأفضل.
في هذه العملية, يحدث التأثير المتبادل في كثير من الأحيان: سيؤثر تعديل تخطيط المكون أ على اختيار موقع المكون ب. لذلك, بعد تحديد تأثير كل مكون ومسار مجموعة الأسلاك على طول السلك واحدًا تلو الآخر, سيتم اختيار الحل الذي له تأثير أكبر على طول السلك باعتباره الحل المفضل في الجولة الأولى. على هذا الأساس, يتم إعادة بناء الهيكل ومقارنة الحلول الثانوية الأخرى وتحليلها مرة أخرى. وهذا يحقق منصة تصميم طوبولوجي مع أصغر طول للسلك.
يمكن للطوبولوجيا المثالية ضمان الحد الأدنى من استخدام الأسلاك. في نفس الوقت, فيما يتعلق باستخدام الأسلاك, لمفهوم التصميم التقليدي متطلبات واضحة لاختيار الأسلاك. من أجل تجنب الارتباك في توصيل المحطة الطرفية, غالبًا ما يتم استخدام المزيد من ألوان الأسلاك لتمييزها. لكن, مع استمرار تحسن مستوى التصنيع وطرق التفتيش, يمكن في الواقع تصميم ألوان الأسلاك الخاصة بالأسلاك وتعديلها بشكل مناسب لتحقيق وظيفة الحلقة بأقل عدد من أنواع الأسلاك, وهي أيضًا طريقة لتقليل تكلفة تصميم الحلقة من منظور التصميم.
للموصلات, إن كيفية تقليل استخدام الموصلات وتقليل حلقات النقل هو ما يجب التركيز عليه في تصميم الحلقة. هنا, يحتاج مهندس تصميم تسخير الأسلاك إلى التحول إلى مهندس تصميم النظام, ويجب نقل أعمال التصميم الخاصة بتقليل استخدام الموصلات وحلقات النقل إلى تصميم المكونات الكهربائية وتخطيطها. هناك جانبان رئيسيان يجب مراعاتهما:
من ناحية, يمكن تمييز الدوائر الوظيفية للمكونات الكهربائية وفقًا لتكوينات طراز السيارة. على سبيل المثال, للتحكم في الوسادة الهوائية, يمكن تصميم الدوائر الوظيفية الأساسية في نفس الموصل, بينما يمكن ترتيب الوظائف المتقدمة أو الموسعة في موصل آخر. بهذه الطريقة, يمكن استخدام موصل واحد فقط في الطرز المنخفضة الجودة, ويمكن أيضًا تحقيق وظيفة الدائرة الكهربائية.
على الجانب الآخر, ويمكن أيضًا تخطيطه وفقًا لمنطقة اتصال الدائرة, مثل وحدة تحكم الوسادة الهوائية. سوف يفكر بعض المصممين في تصميم وظائف الهيكل في نفس الموصل ووظائف لوحة العدادات في موصل آخر. هذا النوع من التخطيط يمكن أن يقلل من النقل المتبادل للدوائر في مناطق مختلفة. يعد تصميم الحلقة الوظيفية القائم على المنطقة فعالاً بشكل خاص للمكونات الكهربائية التي تحتوي على عدد كبير من المسامير المتصلة (مثل وحدات تحكم BCM).

3 – طريقة تصميم الدوائر على أساس أداء تسخير الأسلاك
حلقة تسخير الأسلاك هي جوهر تحقيق اتصال الدائرة. تعد سلامة وموثوقية توصيلات دوائرها من المتطلبات التي يجب الوفاء بها. يجب أن تتوافق الأسلاك والموصلات في تصميم الدائرة مع متطلبات الحمل والبيئة. وقد تم وصف هذه المحتويات بالتفصيل في مواد التصميم الأخرى. تشرح هذه المقالة فقط كيفية ضمان تصميم أداء الحلقة من منظور اختيار مسار الحلقة.
أولاً, يجب أن يتجنب تصميم الدائرة أوضاع الفشل غير القابلة للاكتشاف. كما هو مبين في الشكل 4, يتم توصيل الجزء الخلفي من المصهر بالتوازي مع نهاية ملف التتابع ونهاية الاتصال. هذا النوع من التصميم شائع جدًا في تصميم دوائر المركبات. من الواضح أن هذا التصميم معقول عندما تكون نهاية ملف التتابع ومحطات نهاية الاتصال مختلفة. لكن, عندما تكون نهاية ملف التتابع ومحطات نهاية الاتصال هي نفسها, لا تستطيع معدات الفحص الكهربائي الحالية تحديد وضع الفشل هذا عندما يتم إدخال المحطات الطرفية في فتحات التتابع في الموضع الخاطئ.
لذلك, لا يمكن استخدام طريقة تصميم الحلقة هذه في بعض الحالات. بالطبع, يواجه مهندسو التصميم المختلفون بيئات تصميم وبيئات تصنيع مختلفة, وستكون أوضاع الفشل المحددة مختلفة أيضًا, لكن تجنب أوضاع الفشل في تصميم الدوائر هو أول شيء يجب مراعاته.
على الجانب الآخر, لقد تحسن المستوى الحالي لإلكترونيات السيارات بشكل ملحوظ. باعتبارها الناقل الإلكتروني, كما أن البيئة الكهرومغناطيسية التي تواجهها السيارات أكثر تعقيدًا أيضًا, وكيفية تقليل التداخل الكهرومغناطيسي في تصميم دوائر تسخير الأسلاك هو موضوع لا مفر منه. تدخل اقتران الأسلاك (شكل 5), تدخل إمدادات الطاقة, التدخل الأرضي, التدخل الإشعاعي, إلخ. جميعها سيكون لها آثار سلبية على التشغيل العادي للأجهزة الكهربائية. يتم تجميع الدوائر الموجودة في مجموعة الأسلاك معًا, ويكون تداخل اقتران الأسلاك المتولد بين حلقات تسخير الأسلاك وبين مجموعة الأسلاك والموصل المعدني بارزًا بشكل خاص في مجموعة الأسلاك.
لتقليل تداخل اقتران الأسلاك في تصميم الحلقة, يجب علينا أولاً التمييز بين حلقات التداخل والحلقات الحساسة. بكل بساطة, دوائر الحمل الحثية مثل ملفات الإشعال, مكبرات الصوت, المحركات, إلخ. هي دوائر التداخل, بينما الدوائر مثل التصوير, تحقيقات الرادار, مصابيح LED منخفضة الطاقة, وأجهزة الاستشعار المختلفة عبارة عن دوائر حساسة. يجب ترتيب حلقات التداخل والحلقات الحساسة بشكل منفصل أثناء عملية التصميم. أظهرت الاختبارات أن زيادة المسافة بين الأسلاك يمكن أن تقلل من التداخل عالي التردد (شكل 6). إذا لم يكن من الممكن التمييز, يجب إجراء الاختبار الوظيفي عن طريق حقن التداخل في الأسلاك لتحديد مدى صحة تصميم الدائرة.
في نفس الوقت, من أجل تقليل تأثير إشعاع تسخير الأسلاك والاقتران, يجب تقليل مساحة حلقة الدائرة وطول مجموعة الأسلاك قدر الإمكان. في تصميم السيارة بأكملها, من الضروري تقليل مساحة حلقة مجموعة الأسلاك, وخاصة خطوط الكهرباء والخطوط الأرضية. من الضروري أن يتم توجيه أحزمة الأسلاك الموجودة في الحلقة بالتوازي قدر الإمكان وتثبيتها بالقرب من الجسم المعدني قدر الإمكان لتقليل مساحة الحلقة, ويجب ألا تتجاوز المسافة بين الأسلاك 50 سم.
بالإضافة إلى النظر في تخطيط حلقات التداخل والحلقات الحساسة, يجب أيضًا الانتباه إلى المكونات المضادة للتداخل والأزواج الملتوية والأسلاك المحمية المستخدمة في مجموعة الأسلاك في تصميم الحلقة لتحقيق توقعات الحماية. يجب أن يكون لسلكي الزوج الملتوي نفس القطر والطول, ويجب أن تكون مسافة الالتواء 10 ~ 20 مم. طول الالتواء المحدد يخضع للاختبار التجريبي. يجب أن تقوم محطة الدرع الأرضية بتوصيل الدرع بزاوية 360 درجة بهيكل الدرع عند كلا الطرفين. تشكل طبقة التدريع وقذيفة التدريع درعًا كاملاً على خط الإشارة. إذا لم يكن غلاف المكون المتصل بالكابل المحمي مصنوعًا من هيكل معدني, يمكن استخدام المشابك المعدنية الموصلة للضغط على طبقة التدريع على اللوحة المعدنية المتصلة بشكل موثوق بجسم السيارة. يجب أن تصل فعالية التدريع إلى 60 ديسيبل.

4 خاتمة
تحلل هذه المقالة طريقة تصميم دائرة تسخير أسلاك السيارات من جانبين: التكلفة والأداء, ويشرح تطبيق أساليب محددة بناءً على ممارسة العمل. يتم استخراج النقاط الرئيسية لتصميم حلقة تسخير الأسلاك, والتي لها أهمية توجيهية لمهندسي تصميم الأسلاك في عملية تصميم الحلقة.