Diseño de mazo de cables de bajo voltaje & Soluciones

Especificaciones técnicas para soluciones y diseño de mazos de bajo voltaje

I. Principios básicos de diseño y tecnologías clave
‌Modelado 3D y simulación dinámica‌
CATIA, Se utilizan UG y otro software 3D para simular el diseño del arnés., verificar dinámicamente el riesgo de interferencia con los componentes circundantes, optimizar las rutas de rama y la distribución de puntos fijos, y lograr una precisión de simulación de más del 80%‌.

Combinado con la zonificación funcional del vehículo. (como el compartimento del motor y la cabina), Se deben evitar las partes móviles y las áreas afiladas al planificar la dirección del arnés para reducir el riesgo de desgaste dinámico..

‌Optimización de la coincidencia de cables y terminales‌
El diámetro del cable se selecciona en función de la corriente de carga y la resistencia al calor., y el área de contacto después del engarzado se calcula mediante “área de la sección transversal del conductor × relación de compresión” para garantizar el rendimiento eléctrico y la resistencia mecánica‌.

Escenarios especiales (como impermeabilización y blindaje) Utilice terminales o conectores chapados con estructuras de engarzado aisladas para resolver el problema de la corrosión electroquímica del cobre y el aluminio..

Diseño y aplicaciones funcionales de mazos de cables de baja tensión en China.

‌Diseño de protección y fijación‌
La protección de la capa exterior utiliza tubos corrugados y malla trenzada resistente al desgaste., y se superponen carcasas duras en áreas vulnerables como el chasis para mejorar la resistencia al impacto.. El espacio entre hebillas fijas es ≤300 mm, Y la estructura autoblocante se combina para optimizar la distribución mecánica para evitar vibraciones y caídas..

2. Innovación tecnológica y actualización de materiales.
‌Tecnología de alambre portador de corriente con núcleo de aluminio‌
Sustituir el cobre por aluminio puede reducir el peso de un solo vehículo en 10 kg. Después de una promoción a gran escala, El consumo anual de cobre se puede reducir en 300,000 montones, y los problemas de escasez de cobre y emisiones de carbono pueden resolverse simultáneamente. Mediante el tratamiento de superficies y la optimización del proceso de conexión., Los problemas de fluencia y corrosión del aluminio se pueden superar..

Adáptese a los requisitos de la arquitectura de 48 V y admita escenarios de conexión de alta confiabilidad (como nuevos circuitos de carga de energía).

‌Solución de conexión inteligente‌
El conector híbrido del lidar con conexión diferencial GEMnet 10G integrada admite transmisión de datos de gran ancho de banda para una conducción inteligente.

Fabricante de mazos de cables de bajo voltaje de China & proveedor

Interfaz coaxial miniaturizada (MATE-HACHA, TMF) Permite una configuración flexible de las cámaras., Pantallas y antenas para reducir la ocupación del espacio..

3. Modos de falla típicos y soluciones.
‌Desgaste por interferencia dinámica‌ Optimice la trayectoria del mazo de cables para evitar piezas móviles, y añadir fuelle o protección de malla trenzada;
‌Aplastamiento de la capa de aislamiento‌ Utilice una funda dura o ajuste el espacio entre los puntos fijos para evitar que el mazo de cables pase por un espacio estrecho;
‌Ingreso de agua del conector‌ Utilice conectores impermeables IP67 y superiores, selle el área de engarce del terminal y agregue anillos de goma impermeables;
‌Desprendimiento del arnés de cables‌ Utilice hebillas autoblocantes para optimizar la distribución mecánica de los puntos fijos. (como por ejemplo fijación de doble capa en la sección de transición de la suspensión);

4. Verificación de pruebas y control de costes.
‌Prueba de rendimiento‌
‌Prueba DV‌: Simule condiciones de trabajo extremas, como vibración e impermeabilización, para verificar la confiabilidad del mazo de cables..
‌Prueba de fuerza de extracción‌: La fuerza de unión entre el terminal y el cable debe ser de ≥0,40 mm de extensión. (#18 cable AWG)‌.

‌Estrategia de reducción de costos‌
Optimice la longitud del cable y la posición de la rama mediante modelado digital 3D para reducir el uso de cables y conectores redundantes. (reducción de aproximadamente 15%)‌. Diseño modular (como cable plano flexible FFC) reduce los costos de desarrollo personalizado y se adapta a las necesidades de cabinas inteligentes y control de dominio.

V. Casos de aplicación típicos
‌Arnés de cableado de cabina inteligente: Arnés de cableado blindado de bajo voltaje con conector coaxial MATE-AX para reducir la interferencia del sistema de alto voltaje en las señales de audio y video..
‌Nuevo mazo de cables de carga de energía: Tecnología integrada de alambre portador de corriente con núcleo de aluminio, Reducción del peso del circuito de carga. 20%, La eficiencia de disipación de calor aumentó en 30%.

A través del diseño anterior y la innovación tecnológica., El arnés de cableado de bajo voltaje ha cumplido con los estrictos requisitos de los vehículos de nueva energía en términos de peso ligero., inteligencia y confiabilidad, ayudando a los fabricantes de automóviles a lograr una reducción de costes, mejora de la eficiencia y objetivos de desarrollo sostenible.

NVH es el acrónimo de Ruido, Vibración, y dureza. Es un indicador integral para medir la calidad de la fabricación de automóviles.. En este artículo, Los ingenieros de mazos de cables analizan principalmente el NVH del automóvil y el ruido de los mazos de cables desde una perspectiva de diseño., combinado con experiencia real de desarrollo sincrónico de vehículos.
La comodidad de los ocupantes del coche y la resistencia y vida útil de las piezas del automóvil causadas por las vibraciones están dentro del alcance de la investigación de NVH.

Especificación de diseño para mazos de cables de baja tensión para automóviles

La importancia del NVH en automoción
En términos generales, El rendimiento del NVH determina directamente el nivel de confort del vehículo durante la conducción.. Cuanto mayor sea la puntuación NVH, cuanto mayor sea el nivel de confort general del vehículo, y viceversa. Al mismo tiempo, Los problemas de NVH de los vehículos siempre han sido uno de los problemas más preocupantes para los principales fabricantes de automóviles y empresas de suministro de repuestos.. Según las estadísticas, acerca de 1/3 de los problemas de falla del vehículo están relacionados con los problemas de NVH del vehículo, y casi 20% de los gastos de investigación y desarrollo de las principales empresas fabricantes de automóviles se gastan en resolver los problemas de NVH de los vehículos.2. Causas del ruido anormal causado por el mazo de cables.

2.1 El margen de reserva es demasiado largo
2.1.1 Margen de ejercicio excesivo
El margen de movimiento de las ramas del mazo de cables de las partes móviles es relativamente largo.. Cuando los componentes eléctricos relacionados se están moviendo, Las ramas del mazo de cables son fáciles de entrar en contacto con el entorno circundante., causando ruido anormal. Durante el uso real, Las partes del automóvil relacionadas con el movimiento., como asientos de coche (normalmente los asientos delanteros), columna de dirección, guantera del tablero, etc., se moverá con frecuencia. Al disponer el mazo de cables en las piezas móviles, es necesario aumentar el margen de movimiento, eso es, cuando el componente se mueve, el mazo de cables no puede restringir su movimiento. Por supuesto, cuanto más largo sea el margen de ejercicio, cuanto mejor. Al diseñar, Se debe realizar el recorrido del mazo de cables de las piezas móviles en las posiciones extremas de cada dirección de movimiento., y el tamaño del recorrido más largo debe usarse como tamaño tentativo de este segmento del mazo de cables., y luego simula nuevamente si el tamaño tentativo interferirá con los accesorios circundantes en cada posición. Si hay interferencia, Debe volver a seleccionar el punto de fijación del mazo de cables o negociar con los componentes circundantes para evitarlos.. Si no hay interferencia después de la verificación, El tamaño de esta sección es el tamaño razonable del diseño del mazo de cables., como se muestra en la figura 1.

2.1.2 El subsidio de montaje es demasiado largo
Durante el proceso de producción y montaje del automóvil., si el espacio operativo es insuficiente, es necesario reservar un subsidio de montaje. Sin embargo, si el margen de montaje es demasiado largo, fácilmente hará que la rama del mazo de cables interfiera con el entorno circundante, causando ruido anormal. En el taller de producción de la fábrica principal de motores., para mejorar la eficiencia de la producción, Algunas piezas generalmente se ensamblan por separado fuera de línea y luego se ensamblan en la línea de ensamblaje final., como el panel de instrumentos adjunto, parachoques delantero y parachoques trasero, etc.. En este momento, Necesitamos reservar un subsidio de atraque en el diseño inicial para facilitar el montaje por parte de los trabajadores.. Para el margen de montaje de estos acoplamientos en línea, la rama del mazo de cables generalmente requiere 120 ~ 140 mm, como se muestra en la marca roja en la Figura 2.

En el proceso de montaje de algunos componentes eléctricos., si los componentes eléctricos se reparan primero, el conector en el extremo del mazo de cables no podrá ensamblarse debido a la falta de espacio de operación. Esto requiere sacar el conector en el extremo del mazo de cables para conectarlo con el componente eléctrico., luego empujándolo hacia atrás, y finalmente fijando el componente eléctrico a su posición original.. Entonces estas ramas del mazo de cables requieren que reservemos un margen para el montaje.. Para el margen de montaje de componentes eléctricos., Las ramas del mazo de cables generalmente deben alargarse entre 60 y 80 mm., como se muestra en la marca roja en la Figura 3.

Siempre y cuando se cumplan las condiciones para el montaje., cuanto más corto sea el margen de montaje, más controlable será la dirección del mazo de cables., menor será la probabilidad de contacto con el entorno circundante, y menor será la probabilidad de ruido anormal proveniente de las ramas del mazo de cables.. Además, Se prefiere cinta de terciopelo para cubrir las ramas del mazo de cables con margen de montaje., Lo que puede reducir el ruido anormal causado por la interferencia entre el mazo de cables y el entorno circundante..

2.2 La distancia entre puntos fijos es demasiado larga.
La distancia entre los dos puntos fijos adyacentes del mazo de cables es larga, que es propenso a temblores y ruidos anormales. La función de la hebilla del mazo de cables es fijar las ramas del mazo de cables y restringir su dirección.. La reducción de costes por eliminar una hebilla es mínima, pero los efectos secundarios son muy obvios: La dirección real de la rama del mazo de cables es muy diferente del estado en los datos.. Por lo tanto, el tamaño de dos puntos fijos adyacentes no debe exceder los 200 mm. Si no hay ningún punto de interferencia entre la rama del mazo de cables y el entorno circundante, y el segmento de rama del mazo de cables es un segmento recto, La distancia entre los dos puntos fijos no debe exceder los 300 mm.. Además, El tamaño desde el punto de salida o el punto de fijación de la rama del mazo de cables hasta el extremo de la funda no debe exceder los 150 mm.. Cuando la distancia entre los dos puntos fijos es demasiado larga y la brecha con el entorno circundante es pequeña, una vez corregidas las tolerancias durante la fabricación del mazo de cables, Las ramas del mazo de cables se aflojarán o distorsionarán durante el montaje real., y es fácil interferir con el entorno circundante. Se produce un ruido anormal cuando el automóvil está en marcha., lo que afecta la experiencia de conducción.

2.3 Selección irrazonable de corbatas con hebillas.
Si la hebilla se selecciona y diseña de manera irrazonable, puede temblar o caerse, causando ruido anormal. Cada brida tiene su propio tamaño y grosor para adaptarse al orificio de montaje.. Dentro de su rango de adaptación, cuando la fuerza de inserción del cabezal es ≤60N y la fuerza de extracción es ≥120N, Se puede evitar el fallo de la hebilla.. Si la hebilla falla, No sólo producirá ruido cuando el coche esté conduciendo., pero el mazo de cables fijo también se sacudirá y entrará en contacto con el entorno circundante., causando ruido anormal.
En el diseño inicial del mazo de cables., debemos dar prioridad al uso de corbatas redondas ordinarias, que no sólo puede reducir el costo de diseño, pero también limita la dirección del mazo de cables. Trate de evitar el uso de hebillas con formas especiales y hebillas en forma de T desplazadas para evitar que las hebillas tiemblen debido a la vibración del automóvil., resultando en un ruido anormal.

Reducir el NVH del vehículo desde la perspectiva del diseño del mazo de cables.
3.1 Reducción de ruido en el propio mazo de cables.
Al diseñar, Tome plena consideración del posible ruido anormal causado por el propio mazo de cables.. El ruido anormal producido por el propio mazo de cables es el más directo a los ocupantes.. Por lo tanto, al diseñar, Debemos simular un proceso de movimiento y un proceso de montaje razonables., seleccione un punto de fijación del mazo de cables razonable, y seleccione una hebilla de corbata adecuada. Además, en áreas donde las ramas del mazo de cables están cerca del interior, se recomienda envolverlos todos con cinta de terciopelo para reducir el ruido. 3.2 Reducción de ruido en chapa
Trate de evitar abrir agujeros en la chapa del cortafuegos y en la chapa de la parte inferior de la carrocería.. Cuando un coche esta conduciendo, Parte del ruido y la vibración provienen del chasis.. Si se abren más agujeros en la chapa del cortafuegos y en la chapa de la carrocería inferior para fijar el mazo de cables, El coche provocará mayor ruido y vibración al conducir a alta velocidad., aumentar NVH, y reducir la comodidad del coche. . Por lo tanto, Se deben utilizar tarjetas de perno tanto como sea posible para fijar el mazo de cables en la chapa del cortafuegos y en la chapa de la parte inferior del cuerpo.. durante el diseño, Se pidió al ingeniero de chapa que soldara pernos con un diámetro de 5 mm o 6 mm para la fijación del mazo de cables.. Si hay algunos mazos de cables inevitables a través de los agujeros, intenta abrir agujeros más pequeños. El tamaño de la abertura depende de la vaina más grande a perforar.. El tamaño de apertura común es el tamaño diagonal de la vaina más grande que se va a perforar., más 6 mm como diámetro de la abertura. Eso es, Se deja un espacio de 3 mm en ambos lados para garantizar que la funda más grande pueda pasar a través del orificio de la chapa y al mismo tiempo reducir la abertura de la chapa.. Se pueden minimizar el ruido y la vibración del chasis..

3.3 Reducción de ruido con aislamiento acústico de algodón y alfombras.
Trate de evitar comprimir el espesor del algodón aislante y reducir las aberturas en la alfombra.. El algodón aislante acústico y las alfombras que pertenecen a interiores blandos tienen la función de aislamiento acústico y reducción del ruido.. Cuanto más grueso sea el espesor, cuanto mejor sea el efecto de aislamiento acústico.

3.3.1 Algodón aislante acústico.
El espesor del algodón aislante acústico suele estar entre 10 y 20 milímetros, y está dispuesto principalmente en el capó del habitáculo y en las cubiertas de las ruedas traseras izquierda y derecha.. Desempeña un papel vital en el aislamiento acústico del habitáculo.. Porque el algodón aislante acústico se instala cerca de la chapa de la carrocería., y el mazo de cables se fija en la chapa de la carrocería., como se muestra en la figura 4 (La parte marrón es el algodón aislante acústico.). Por lo tanto, El grosor del algodón aislante acústico que provoca el contacto con el mazo de cables no puede ser demasiado grueso., de lo contrario, el mazo de cables no se podrá fijar a la chapa. En zonas donde existe algodón aislante acústico., Se deben preferir las tarjetas con pernos para fijar el mazo de cables.. De este modo, El algodón aislante acústico solo necesita abrir pequeños agujeros para evitar los montantes.. Al mismo tiempo, A los pernos también se les debe dar prioridad a especificaciones más largas., como montantes con una altura de 20 mm. De este modo, Se puede dejar un espesor de 8 ~ 9 mm para el algodón de aislamiento acústico., mejorando así el efecto de aislamiento acústico del algodón de aislamiento acústico. Si no hay pernos de soldadura disponibles en determinadas zonas de la carrocería del vehículo, Puedes usar hebillas elevadas con agujeros redondos largos para lograr el mismo efecto..

3.3.2 Alfombra
El espesor de la alfombra generalmente está entre 10 y 60 mm., Lo que puede reducir en gran medida el ruido y la vibración del chasis.. La alfombra se instala frente al mazo de cables y al bloque de insonorización.. La alfombra está dispuesta encima del mazo de cables., como se muestra en la figura 5 (la parte cian es la alfombra). Por lo tanto, El mazo de cables debajo de la alfombra debe intentar evitar el uso de hebillas elevadas y no comprimir el grosor de la espuma de algodón en la alfombra.. Si algunos mazos de cables se ramifican, como ramas del mazo de cables del asiento, Es necesario pasar a través de la alfombra para conectarse a dispositivos eléctricos., Se requieren aberturas de alfombra.. Generalmente, el tamaño de la abertura es 10 mm más grande que el diámetro de la rama del mazo de cables. Al mismo tiempo, tome el centro del agujero como origen y abra una ranura transversal. La longitud de la ranura es 20 mm más larga que la longitud diagonal de la funda máxima que se puede penetrar para facilitar el paso de la funda y evitar abrir agujeros más grandes que afectarán el efecto de aislamiento acústico de la alfombra..

04 Conclusión
Un automóvil se ensambla a partir de más de 20,000 regiones, y el NVH del automóvil es un problema integral que involucra a casi todas las partes del automóvil.. El ruido generado por el mazo de cables., Conocido como el “recipiente del coche”., suele ser el más directo en el habitáculo. Por lo tanto, al diseñar el mazo de cables, Debemos centrarnos en el ruido y el ruido anormal que puede ser causado por la disposición del mazo de cables para evitar vibraciones y ruidos anormales cuando el automóvil está conduciendo debido a una disposición irrazonable del mazo de cables.. Esto a su vez afecta la experiencia de conducción del coche..