Konstrukce nízkonapěťového kabelového svazku & Řešení

Technické specifikace pro návrh a řešení nízkonapěťových kabelů

I. Základní principy návrhu a klíčové technologie
‌3D modelování a dynamická simulace‌
CATIA, UG a další 3D software se používá k simulaci rozložení postrojů, dynamicky ověřovat riziko interference s okolními součástmi, optimalizovat cesty větví a distribuci pevných bodů, a dosáhnout přesnosti simulace více než 80 %‌.

V kombinaci s funkčním zónováním vozidla (jako je motorový prostor a kabina), při plánování směru postroje je třeba se vyvarovat pohyblivých částí a ostrých oblastí, aby se snížilo riziko dynamického opotřebení.

‌Optimalizace přizpůsobení vodičů a svorek‌
Průměr drátu se volí na základě zatěžovacího proudu a tepelné odolnosti, a kontaktní plocha po krimpování se vypočítá podle “plocha průřezu vodiče × kompresní poměr” pro zajištění elektrického výkonu a mechanické pevnosti.

Speciální scénáře (jako je hydroizolace a stínění) použití pokovených svorek nebo konektorů s izolovanými krimpovacími strukturami k vyřešení problému elektrochemické koroze mědi a hliníku‌.

Návrh a funkční aplikace nízkonapěťových kabelových svazků v Číně

‌Provedení ochrany a upevnění‌
Ochrana vnější vrstvy využívá vlnité trubky a opletenou síťovinu odolnou proti opotřebení, a tvrdá pouzdra jsou umístěna na zranitelných místech, jako je podvozek, aby se zlepšila odolnost proti nárazu‌. Pevná rozteč přezek je ≤300 mm, a samosvorná struktura je kombinována pro optimalizaci mechanického rozložení, aby se zabránilo vibracím a pádu.

2. Technologická inovace a modernizace materiálu
‌Technologie vodičů s hliníkovým jádrem proudu‌
Výměna mědi za hliník může snížit hmotnost jednoho vozidla o 10 kg. Po velké propagaci, roční spotřebu mědi lze snížit o 300,000 tun, a problémy nedostatku mědi a emisí uhlíku lze vyřešit současně. Prostřednictvím povrchové úpravy a optimalizace procesu spojování, problémy s tečením a korozí hliníku lze překonat.

Přizpůsobte se požadavkům 48V architektury a podpořte vysoce spolehlivé scénáře připojení (jako jsou nové obvody pro nabíjení energie).

Inteligentní řešení připojení
Hybridní konektor lidaru s integrovaným diferenciálním připojením GEMnet 10G podporuje širokopásmový přenos dat pro inteligentní řízení.

Čínský výrobce nízkonapěťových kabelových svazků & dodavatele

Miniaturizované koaxiální rozhraní (MAT-AX, TMF) umožňuje flexibilní konfiguraci kamer, obrazovky a antény, aby se snížilo obsazení prostoru.

3. Typické způsoby poruch a jejich řešení
‌Opotřebení dynamického rušení‌ Optimalizujte cestu kabelového svazku, aby se zabránilo pohyblivým částem, a přidejte měch nebo ochranu ze síťoviny;
‌Rozdrcení izolační vrstvy‌ Použijte tvrdý plášť nebo upravte rozestup mezi pevnými body, aby kabelový svazek neprocházel úzkým prostorem;
‌Pronikání vody do konektoru‌ Použijte vodotěsné konektory IP67 a vyšší, utěsněte oblast krimpování svorek a přidejte vodotěsné pryžové kroužky;
‌Odpojení kabelového svazku‌ Použijte samosvorné přezky pro optimalizaci mechanického rozložení pevných bodů (jako je dvouvrstvá fixace v přechodové části závěsu);

4. Testovací ověření a kontrola nákladů
Test výkonnosti
DV test: simulujte extrémní pracovní podmínky, jako jsou vibrace a vodotěsnost, abyste ověřili spolehlivost kabelového svazku‌.
"Zkouška síly vytažení".: Síla spojení mezi svorkou a vodičem musí být prodloužení ≥0,40 mm (#18 AWG drát)‌.

Strategie snižování nákladů
Optimalizujte délku vodiče a polohu větve pomocí 3D digitálního modelování, abyste snížili použití nadbytečných vodičů a konektorů (snížení o cca 15%)‌. Modulární design (jako je plochý ohebný kabel FFC) snižuje náklady na přizpůsobený vývoj a přizpůsobuje se potřebám inteligentních kokpitů a řízení domény.

PROTI. Typické případy použití
Inteligentní kabelový svazek kokpitu: Stíněný nízkonapěťový kabelový svazek s koaxiálním konektorem MATE-AX pro snížení rušení vysokonapěťového systému na audio a video signálech.
Nový kabelový svazek pro nabíjení energie: Technologie integrovaného vodiče s hliníkovým jádrem, snížení hmotnosti nabíjecího okruhu 20%, účinnost odvodu tepla se zvýšila o 30%.

Prostřednictvím výše uvedených konstrukčních a technologických inovací, nízkonapěťový kabelový svazek splnil přísné požadavky nových energetických vozidel, pokud jde o lehkost, inteligenci a spolehlivost, pomáhá automobilkám snížit náklady, zlepšení účinnosti a cíle udržitelného rozvoje.

NVH je zkratka pro Noise, Vibrace, a Tvrdost. Jde o komplexní ukazatel pro měření kvality výroby automobilů. V tomto článku, inženýři kabelových svazků analyzují především automobilovou NVH a hluk kabelových svazků z hlediska návrhu, v kombinaci se skutečnými zkušenostmi se synchronním vývojem vozidel.
Komfort cestujících ve voze a pevnost a životnost automobilových dílů způsobených vibracemi jsou v rámci výzkumu NVH.

Konstrukční specifikace pro automobilový nízkonapěťový kabelový svazek

Význam automobilového NVH
Obecně řečeno, výkon NVH přímo určuje úroveň komfortu vozidla během jízdy. Čím vyšší je skóre NVH, tím vyšší je celková úroveň komfortu vozidla, a naopak. Ve stejnou dobu, Problémy s NVH vozidel byly vždy jedním z nejzávažnějších problémů velkých výrobců automobilů a společností dodávajících díly. Podle statistik, o 1/3 problémy se selháním vozidla souvisí s problémy s NVH vozidla, a skoro 20% náklady na výzkum a vývoj velkých společností vyrábějících automobily jsou vynaloženy na řešení problémů NVH vozidel.2. Příčiny abnormálního hluku způsobeného kabelovým svazkem

2.1 Rezervní rezerva je příliš dlouhá
2.1.1 Nadměrná rezerva na cvičení
Okraj pohybu větví kabelového svazku pohyblivých částí je poměrně dlouhý. Když se související elektrické součásti pohybují, větve svazku vodičů snadno přijdou do kontaktu s okolním prostředím, způsobuje abnormální hluk. Při skutečném používání, části vozu související s pohybem, jako jsou autosedačky (obvykle přední sedadla), sloupku řízení, schránka na palubní desku, atd., se bude často pohybovat. Při umístění kabelového svazku na pohyblivé části, je nutné zvýšit pohybovou rezervu, to znamená, když se součástka pohybuje, kabelový svazek nemůže omezovat jeho pohyb. Samozřejmě, tím delší je rozpětí cvičení, tím lépe. Při navrhování, měla by být vytvořena dráha kabelového svazku pohyblivých částí v krajních polohách každého směru pohybu, a velikost nejdelší dráhy by měla být použita jako předběžná velikost tohoto segmentu kabelového svazku, a poté znovu simulujte, zda bude předběžná velikost kolidovat s okolním příslušenstvím na každé pozici. Pokud dojde k rušení, měli byste znovu vybrat upevňovací bod kabelového svazku nebo jednat s okolními součástmi, abyste se jim vyhnuli. Pokud po ověření nedochází k rušení, velikost této sekce je přiměřená konstrukční velikost kabelového svazku, jak je znázorněno na obrázku 1.

2.1.2 Příspěvek na montáž je příliš dlouhý
Během procesu výroby a montáže automobilů, pokud je operační prostor nedostatečný, je třeba rezervovat montážní příspěvek. Však, pokud je okraj sestavy příliš dlouhý, snadno způsobí, že větev kabelového svazku bude rušit okolní prostředí, způsobuje abnormální hluk. Ve výrobní dílně hlavní továrny na motory, s cílem zlepšit efektivitu výroby, některé díly jsou obvykle samostatně sestaveny offline a poté sestaveny na lince konečné montáže, jako je zástupce přístrojové desky, přední nárazník a zadní nárazník, atd. V této době, musíme si v raném návrhu vyhradit dokovací příspěvek, abychom pracovníkům usnadnili montáž. Pro montážní přídavek těchto Inline dokování, větev kabelového svazku obecně vyžaduje 120~140 mm, jak ukazuje červená značka na obrázku 2.

V procesu montáže některých elektrických součástí, pokud jsou nejprve upevněny elektrické součásti, konektor na konci kabelového svazku nebude možné sestavit z důvodu nedostatku provozního prostoru. To vyžaduje vytažení konektoru na konci kabelového svazku pro připojení k elektrické součásti, poté jej zatlačte zpět, a nakonec upevnění elektrické součásti do její původní polohy. Pak tyto větve kabelového svazku vyžadují, abychom si vyhradili příspěvek na montáž. Pro montážní rozpětí elektrických součástí, větve kabelového svazku je obecně potřeba prodloužit o 60~80 mm, jak ukazuje červená značka na obrázku 3.

Pokud jsou splněny podmínky pro montáž, tím kratší je montážní rozpětí, tím lépe ovladatelný bude směr kabelového svazku, tím nižší je pravděpodobnost kontaktu s okolním prostředím, a tím nižší je pravděpodobnost abnormálního hluku z větví kabelového svazku. Navíc, sametová páska se upřednostňuje pro překrytí větví kabelového svazku montážním okrajem, což může snížit abnormální hluk způsobený rušením mezi kabelovým svazkem a okolním prostředím.

2.2 Vzdálenost mezi pevnými body je příliš dlouhá
Vzdálenost mezi dvěma sousedními pevnými body kabelového svazku je velká, který je náchylný k otřesům a abnormálnímu hluku. Funkcí spony na kabelovém svazku je fixovat větve svazku a omezit jejich směr. Snížení nákladů odstraněním přezky je minimální, ale vedlejší účinky jsou velmi zřejmé: skutečný směr větve kabelového svazku se velmi liší od stavu v datech. Proto, velikost dvou sousedních pevných bodů by neměla přesáhnout 200 mm. Pokud mezi větví kabelového svazku a okolním prostředím není žádný rušivý bod, a segmentem větve svazku vodičů je přímý segment, vzdálenost mezi dvěma pevnými body by neměla přesáhnout 300 mm. Navíc, velikost od výstupního bodu nebo upevňovacího bodu odbočky kabelového svazku ke konci pláště by neměla přesáhnout 150 mm. Když je vzdálenost mezi dvěma pevnými body příliš velká a mezera s okolním prostředím je malá, jakmile jsou tolerance opraveny během výroby kabelového svazku, větve kabelového svazku se během vlastní montáže uvolní nebo zdeformují, a je snadné zasahovat do okolního prostředí. Při jízdě vozu vzniká abnormální hluk, což ovlivňuje zážitek z jízdy.

2.3 Nerozumný výběr spon
Pokud je spona vybrána a navržena nepřiměřeně, může se otřást nebo spadnout, způsobuje abnormální hluk. Každá spona má svou vlastní velikost a tloušťku, aby se vešla do montážního otvoru. V rámci svého adaptačního rozsahu, když je vkládací síla hlavy ≤60N a vytahovací síla je ≥120N, lze předejít selhání spony. Pokud přezka selže, nejenže bude produkovat hluk, když auto jede, ale pevný kabelový svazek se také otřese a přijde do kontaktu s okolním prostředím, způsobuje abnormální hluk.
V raném designu kabelového svazku, měli bychom dát přednost použití obyčejných kulatých zavazování v pase, což může nejen snížit náklady na design, ale také omezit směr kabelového svazku. Zkuste se vyhnout používání některých speciálních přezek a přezek ve tvaru T, abyste zabránili otřesům přezek v důsledku vibrací samotného vozu, což má za následek abnormální hluk.

Snižte NVH vozidla z pohledu návrhu kabelového svazku
3.1 Snížení hluku v samotném kabelovém svazku
Při navrhování, plně zohledněte možný abnormální hluk způsobený samotným kabelovým svazkem. Abnormální hluk produkovaný samotným kabelovým svazkem je nejpřímější k cestujícím. Proto, při navrhování, musíme simulovat přiměřený proces pohybu a proces montáže, vyberte přiměřený upevňovací bod kabelového svazku, a vyberte vhodnou sponu. Navíc, v oblastech, kde jsou odbočky kabelového svazku blízko interiéru, doporučuje se je všechny oblepit sametovou páskou pro snížení hluku.3.2 Snížení hluku v plechu
Snažte se vyhnout otevření otvorů v plechu firewallu a spodním plechu karoserie. Když jede auto, část hluku a vibrací pochází z podvozku. Pokud se v plechu firewallu a spodním plechu karoserie otevře více otvorů pro upevnění kabelového svazku, vůz způsobí větší hluk a vibrace při jízdě vysokou rychlostí, zvýšit NVH, a snižují komfort vozu. . Proto, K upevnění kabelového svazku na plech požární stěny a spodní plech karosérie by měly být co nejvíce použity závrtné karty. Během návrhu, plechový inženýr byl požádán, aby přivařil svorníky o průměru 5 mm nebo 6 mm pro upevnění kabelového svazku. Pokud existují nějaké nevyhnutelné otvory pro kabelový svazek, zkuste otevřít menší otvory. Velikost otvoru vychází z největšího pláště, který má být propíchnut. Běžná velikost otvoru je velikost úhlopříčky největšího pláště, který má být perforován, plus 6 mm jako průměr otvoru. To znamená, na obou stranách je ponechána mezera 3 mm, aby se zajistilo, že největší plášť může projít otvorem v plechu a zároveň zmenšit otvor v plechu. Hluk a vibrace od podvozku lze minimalizovat.

3.3 Snížení hluku pomocí zvukově izolační bavlny a koberců
Snažte se vyhnout stlačení tloušťky izolační bavlny a zmenšení otvorů v koberci. Zvukově izolační bavlna a koberce, které patří do měkkých interiérů, mají funkci zvukové izolace a odhlučnění. Čím silnější je tloušťka, tím lepší je účinek zvukové izolace.

3.3.1 Zvukově izolační bavlna
Tloušťka zvukově izolační bavlny je obecně mezi 10 a 20 mm, a je umístěn hlavně v krytu prostoru pro cestující a krytech levého a pravého zadního kola. Hraje zásadní roli ve zvukové izolaci prostoru pro cestující. Protože zvukově izolační vata je instalována těsně u plechu karoserie, a kabelový svazek je upevněn na plechu karoserie, jak je znázorněno na obrázku 4 (hnědá část je zvukově izolační bavlna). Proto, tloušťka zvukově izolační bavlny, která způsobuje kontakt s kabelovým svazkem, nemůže být příliš silná, jinak nelze kabelový svazek upevnit na plech. V oblastech, kde existuje zvuková izolace bavlna, pro upevnění kabelového svazku by měly být upřednostňovány svorníky. Takto, zvukově izolační bavlna potřebuje pouze otevřít malé otvory, aby se zabránilo kolíkům. Ve stejnou dobu, hřeby by také měly mít přednost delší specifikace, jako jsou hřeby o výšce 20 mm. Takto, pro zvukově izolační bavlnu lze ponechat tloušťku 8~9 mm, čímž se zlepší zvukově izolační účinek zvukově izolační bavlny. Pokud nejsou v určitých oblastech karoserie k dispozici přivařovací svorníky, k dosažení stejného efektu můžete použít zvýšené přezky s dlouhými kulatými otvory.

3.3.2 Koberec
Tloušťka koberce je obecně mezi 10~60mm, což může výrazně snížit hluk a vibrace od podvozku. Koberec je instalován naproti kabelovému svazku a protihlukové plsti. Koberec je uspořádán na horní části svazku drátů, jak je znázorněno na obrázku 5 (azurová část je koberec). Proto, kabelový svazek pod kobercem by se měl snažit nepoužívat zvýšené přezky a nestlačovat tloušťku pěnové bavlny v koberci. Pokud se některý kabelový svazek větví, jako jsou větve kabelového svazku sedadla, pro připojení k elektrickým zařízením je třeba projít kobercem, jsou vyžadovány otvory pro koberce. Obvykle, velikost otvoru je o 10mm větší než průměr odbočky kabelového svazku. Ve stejnou dobu, vezměte střed otvoru jako počátek a otevřete příčnou drážku. Délka drážky je o 20 mm delší než diagonální délka maximálního pláště, kterým lze proniknout, aby se usnadnilo průchod pláště a zabránilo se otevření větších otvorů, které ovlivní zvukově izolační účinek koberce.

04 Závěr
Automobil je sestaven z více než 20,000 díly, a NVH vozu je komplexní problematika, která se týká téměř každé části vozu. Hluk generovaný kabelovým svazkem, známé jako „nádoba auta“, je často nejpřímější v prostoru pro cestující. Proto, při návrhu kabelového svazku, měli bychom se zaměřit na hluk a abnormální hluk, které mohou být způsobeny uspořádáním kabelového svazku, abychom se vyhnuli vibracím a abnormálnímu hluku při jízdě vozu v důsledku nepřiměřeného uspořádání kabelového svazku. To zase ovlivňuje zážitek z jízdy vozu.