Méthode de conception du faisceau de circuit automobile

La conception des harnais de circuits automobiles doit considérer de manière globale, fiabilité, Compatibilité électromagnétique et commodité de maintenance. Voici les méthodes et principes de conception de base:
1. Principes de conception et spécifications
‌La sécurité avant tout‌
Faisceaux haute tension (comme les véhicules à énergie nouvelle) nécessité d'adopter une conception à double voie pour éviter que le corps ne soit un point d'ancrage, et suivez strictement les exigences de résistance à haute tension et de niveau de protection.
Les harnais doivent éviter les zones de déformation par collision (tels que les poutres anti-collision et les portes intérieures) pour éviter les dommages à l'isolation et les fuites.
Les fils doivent être soigneusement regroupés, fixé et serré, et protégé lors du passage dans les trous, et le déplacement lors d'un freinage d'urgence doit être réservé.

‌Conception modulaire et segmentée‌
Divisez les modules de harnais (comme le faisceau moteur, harnais d'instruments, harnais de porte, etc.) selon les zones fonctionnelles pour réduire la longueur du harnais principal, réduire les coûts et faciliter le démontage et le montage.
Les connecteurs segmentés doivent être disposés dans un endroit caché et facile à entretenir pour éviter les risques de chocs.

‌Compatibilité électromagnétique (EMC)‌
Les faisceaux haute tension doivent être acheminés sous le châssis autant que possible pour réduire les interférences électromagnétiques.. Pour lignes de signaux sensibles (comme le bus CAN), La conception à paire torsadée ou à fil blindé est utilisée pour améliorer la capacité anti-interférence.

Explication détaillée de la reconnaissance et de l'analyse du diagramme des circuits automobiles

2. Méthode d'arrangement
‌Exigences de fixation et d'espacement‌
L'espacement entre les points de fixation adjacents des faisceaux haute tension est déterminé en fonction de la section transversale:
Lorsque la surface de la section transversale est supérieure à 16 mm², l'espacement est ≤300 mm;
Lorsque la section transversale est ≤16 mm², l'espacement est ≤200 mm‌.
L'écart entre le harnais et les pièces fixes est ≥10 mm, éviter tout contact avec des arêtes vives, températures élevées, et pièces mobiles. Si nécessaire, ajoutez un bouclier thermique ou un tube ondulé pour la protection‌.

‌Optimisation du chemin de câblage‌
Les faisceaux haute tension doivent éviter de se croiser ou de s'enrouler, et les fils positifs et négatifs doivent être acheminés dans le même chemin. Les harnais associés (comme les fils triphasés du moteur) doit être disposé symétriquement‌.
Lorsque les harnais du cockpit et de la cabine avant sont connectés, ils doivent être passés à travers les trous de la tôle de la carrosserie et scellés pour éviter les fuites d'eau et de poussière‌.

‌Spécifications de mise en page en trois dimensions‌
Combinez la structure en tôle de la carrosserie pour planifier la direction du faisceau de câbles afin de garantir la commodité de l'assemblage et de la maintenance.. Le connecteur est disposé dans une position facile à utiliser pour éviter la difficulté de brancher et de débrancher d'une seule main‌8.

III. ‌Conception spéciale du faisceau de câbles haute tension‌
‌Système à double voie et sélection de connecteurs‌
Le circuit haute tension adopte strictement une conception à double voie. Le connecteur doit avoir un verrouillage en boucle, niveau de protection élevé (comme ip67) et fonction de blindage, et les fournisseurs matures sont préférés‌.

Les faisceaux de câbles haute tension tels que les systèmes d'entraînement et les stations de recharge doivent être disposés de manière indépendante et uniformément symétrique‌.

‌Mesures de protection‌
Le faisceau de câbles du compartiment moteur doit être résistant aux températures élevées et aux vibrations., et des points fixes doivent être réglés tous les 200 mm, avec une distance de ≥100 mm de la source de chaleur‌.

Utilisez des couvercles de protection en plastique lorsque vous faites passer le faisceau de câbles de la porte à travers les trous., et disposez-les du côté sec de la porte pour réduire le risque de fuite d'eau‌.

Iv. ‌Vérification et optimisation‌
‌Révision du programme‌
La phase de conception doit passer des examens multi-départements (conception, processus, qualité, fabrication) pour garantir la faisabilité du projet‌.

‌Production et tests d'essai‌
Vérifier les dessins bidimensionnels grâce à des schémas de câblage et des schémas tridimensionnels, et mener des activités fonctionnelles, tests de durabilité et d'adaptabilité environnementale après essai de production‌.
Les méthodes de conception ci-dessus doivent être entièrement optimisées en combinaison avec la charge électrique du véhicule., conditions de fonctionnement (Tels que le système de travail continu/à court terme/aléatoire) et facteurs environnementaux (température, vibration).

Recherche et application de la méthode de conception de circuits de faisceaux de câbles automobiles

Comme une proportion importante du coût du faisceau de câbles, le circuit du faisceau de câbles automobile a un impact significatif sur l'optimisation du coût du faisceau de câbles. Elle est également directement liée à la sécurité et à la fiabilité des appareils électriques du véhicule.. Basé sur la pratique du travail, cet article résume de nombreuses considérations concernant la conception de boucles, tant du point de vue du coût que des performances., et propose des stratégies de contrôle spécifiques et des approches de mise en œuvre, fournir un support technique pour une conception efficace et précise des boucles de faisceaux de câbles. Il a une forte importance pour les concepteurs de faisceaux de câbles..

1 Introduction
Les produits de faisceaux de câbles servent de support de connexion pour les fonctions électriques automobiles et réalisent la connexion de circuit entre divers composants électriques.. Le point de départ et le point final de chaque connexion de circuit constituent la boucle à l'intérieur du produit de faisceau de câbles.. On peut dire que le circuit du faisceau de câbles est le cœur du produit du faisceau de câbles.. La qualité de la conception du circuit du produit de faisceau de câbles détermine directement la sécurité et la fiabilité du faisceau de câbles du véhicule.. À mesure que le degré d’électrification des véhicules augmente, les données des composants électriques augmentent, l'interaction du signal entre les appareils électriques devient de plus en plus intime, et le nombre de boucles de faisceaux de câbles automobiles augmente également fortement. Les données du circuit du faisceau de câbles des modèles de véhicules généraux ont atteint près de 1,000 (Chiffre 1).
Comment optimiser et coordonner un si grand nombre de circuits est un problème difficile auquel est confronté la conception de faisceaux de câbles automobiles..
Les informations techniques existantes sur la conception des faisceaux de câbles automobiles fournissent principalement des conseils de conception pour la conception des faisceaux de câbles dans la sélection des matériaux des faisceaux de câbles et des liens de fabrication et de traitement., mais il manque une analyse systématique des concepts de planification et de conception des circuits de faisceaux de câbles. Cet article explique les points clés pertinents de la conception des boucles de faisceaux de câbles sous deux aspects: coût et performances, et fournit des chemins de contrôle spécifiques. Il a un certain rôle directeur dans la conception des circuits de faisceaux de câbles.

2 Méthode de conception de boucle basée sur les coûts
La boucle du faisceau de câblage représente environ 90% du coût du matériau du faisceau de câblage, y compris les fils et les connecteurs. Pour contrôler le coût de conception des faisceaux de câbles, nous devons partir de l'optimisation de la conception des boucles du faisceau de câbles.
Concernant l'utilisation des fils, comment réaliser la fonction de connexion en boucle avec la longueur de fil minimale est la première question à prendre en compte dans la conception de la boucle. Cela implique deux aspects des éléments de conception: l'emplacement de placement des composants électriques et la sélection des chemins de disposition des faisceaux de câbles. Ces deux facteurs sont indépendants mais interdépendants et ont un impact significatif sur l'utilisation de la longueur de fil..
D'abord, il est nécessaire de déterminer la méthode de connexion du circuit en fonction du principe des composants, puis déterminer la position préliminaire de la disposition de chaque composant dans l'environnement du véhicule. La sélection du chemin de disposition du faisceau de câbles est basée sur la position de disposition des composants, utiliser la longueur de faisceau de câbles la plus courte pour couvrir autant de zone de disposition des composants que possible. C'est aussi le prototype de la topologie électrique du véhicule.

Après avoir terminé la construction de la topologie du véhicule, il doit être conçu et vérifié. En calculant l'utilisation spécifique du fil, nous pouvons déterminer si la position de disposition des composants et le chemin de disposition du faisceau de câbles sont raisonnables (il existe actuellement sur le marché un grand nombre de logiciels capables de réaliser cette fonction). La méthode spécifique consiste à comparer en ajustant les pièces une par une. Comme le montre la figure 2 et le chiffre 3, les conceptions de différentes positions de disposition du BCM sont comparées pour vérifier la longueur et la quantité de fils utilisés dans le véhicule, puis déterminez quelle position de la disposition BCM est la meilleure.
Dans ce processus, une influence mutuelle se produit souvent: l'ajustement de la disposition du composant A affectera le choix de l'emplacement du composant B. Donc, après avoir déterminé l'impact de chaque composant et du trajet du faisceau de câbles sur la longueur du fil un par un, celle qui a le plus grand impact sur la longueur du fil sera sélectionnée comme solution privilégiée au premier tour. Sur cette base, la topologie est reconstruite et d'autres solutions secondaires sont comparées et analysées à nouveau. Cela permet d'obtenir une plate-forme de conception de topologie avec la plus petite longueur de fil.
Une topologie parfaite peut garantir une utilisation minimale des câbles. En même temps, concernant l'utilisation des fils, le concept de conception traditionnel a des exigences claires pour la sélection des fils. Afin d'éviter toute confusion dans le branchement des terminaux, davantage de couleurs de fils sont souvent utilisées pour les distinguer. Cependant, à mesure que le niveau de fabrication et les méthodes d'inspection continuent de s'améliorer, les couleurs des fils peuvent en fait être conçues et ajustées de manière appropriée pour réaliser la fonction de boucle avec le nombre minimum de types de fils, qui est également une méthode pour réduire le coût de conception de la boucle du point de vue de la conception.
Pour les connecteurs, comment minimiser l'utilisation de connecteurs et réduire les boucles de transfert est ce sur quoi il faut se concentrer dans la conception des boucles. Ici, l'ingénieur de conception de faisceaux de câbles doit se transformer en ingénieur de conception de systèmes, et le travail de conception visant à réduire l'utilisation de connecteurs et de boucles de transfert doit être déplacé vers la conception et la planification des composants électriques.. Il y a deux aspects principaux à considérer:
D'une part, functional circuits of electrical components can be distinguished according to vehicle model configurations. Par exemple, for airbag controllers, basic functional circuits can be designed in the same connector, while advanced or extended functions can be arranged in another connector. De cette façon, only one connector can be used on low-end models, and the electrical circuit function can also be realized.
D'autre part, it can also be planned according to the connection area of the circuit, such as the airbag controller. Some designers will consider designing the functions of the chassis in the same connector and the functions of the instrument panel in another connector. This kind of planning can reduce the mutual transfer of circuits in various regions. Cette conception de boucle fonctionnelle basée sur la zone est particulièrement efficace pour les composants électriques comportant un grand nombre de broches connectées. (tels que les contrôleurs BCM).

3 – Méthode de conception de circuits basée sur les performances du faisceau de câbles
La boucle du faisceau de câbles est au cœur de la réalisation de la connexion du circuit. La sécurité et la fiabilité de ses connexions de circuits sont des exigences qui doivent être respectées. Les fils et connecteurs dans la conception du circuit doivent être conformes aux exigences de la charge et de l'environnement.. Ces contenus ont été décrits en détail dans d'autres documents de conception. Cet article explique uniquement comment garantir la conception des performances de la boucle du point de vue de la sélection du chemin de boucle..
D'abord, la conception du circuit doit éviter les modes de défaillance indétectables. Comme le montre la figure 4, la partie arrière du fusible est connectée en parallèle avec l'extrémité de la bobine du relais et l'extrémité du contact. Ce type de conception est très courant dans la conception de circuits de véhicules. Cette conception est évidemment raisonnable lorsque l'extrémité de la bobine du relais et les bornes de l'extrémité du contact sont différentes. Cependant, lorsque l'extrémité de la bobine du relais et les bornes de l'extrémité du contact sont identiques, l'équipement d'inspection électrique actuel ne peut pas identifier un tel mode de défaillance lorsque les bornes sont insérées dans les trous de relais dans la mauvaise position.
Donc, cette méthode de conception de boucle ne peut pas être utilisée dans certains cas. Bien sûr, différents ingénieurs de conception sont confrontés à différents environnements de conception et de fabrication, et les modes de défaillance spécifiques seront également différents, mais éviter les modes de défaillance dans la conception des circuits est la première chose à considérer.
D'autre part, le niveau actuel de l'électronique automobile s'est considérablement amélioré. En tant que transporteur électronique, l'environnement électromagnétique auquel sont confrontées les automobiles est également plus complexe, et comment réduire les interférences électromagnétiques dans la conception des circuits des faisceaux de câbles est un sujet inévitable. Interférence de couplage de fil (Chiffre 5), interférence d'alimentation, interférence avec le sol, interférence de rayonnement, etc.. auront tous des effets néfastes sur le fonctionnement normal des appareils électriques. Les circuits du faisceau de câbles sont regroupés, et l'interférence de couplage de fils générée entre les boucles du faisceau de câbles et entre le faisceau de câbles et le conducteur métallique est particulièrement importante dans le faisceau de câbles.
Pour réduire les interférences de couplage de fils dans la conception de boucles, il faut d'abord distinguer les boucles d'interférence des boucles sensibles. Pour le dire simplement, inductive load circuits such as ignition coils, haut-parleurs, moteurs, etc.. are interference circuits, while circuits such as imaging, radar probes, low-power LED lights, and various sensors are sensitive circuits. Interference loops and sensitive loops need to be arranged separately during the design process. Tests have shown that increasing the distance between wires can reduce high-frequency interference (Chiffre 6). If the distinction cannot be made, functional testing needs to be carried out by injecting interference into the wires to determine the correctness of the circuit design.
En même temps, in order to reduce the influence of wire harness radiation and coupling, the circuit loop area and wire harness length should be reduced as much as possible. In the design of the entire vehicle, it is necessary to minimize the loop area of the wiring harness, en particulier les lignes électriques et les lignes de terre. Il est nécessaire que les faisceaux de câbles dans la boucle soient acheminés autant que possible en parallèle et fixés aussi près que possible du corps métallique afin de réduire la surface de la boucle., et la distance entre les fils ne doit pas dépasser 50 cm.
Outre la prise en compte de la disposition des boucles d'interférence et des boucles sensibles, les composants anti-interférences, les paires torsadées et les fils blindés utilisés sur le faisceau de câbles doivent également être pris en compte dans la conception de la boucle pour répondre aux attentes en matière de blindage. Les deux fils de la paire torsadée doivent avoir le même diamètre et la même longueur, et la distance de torsion doit être de 10 à 20 mm. La longueur de torsion spécifique est soumise à des tests expérimentaux. La borne de terre du blindage doit connecter le blindage à 360° à la coque du blindage aux deux extrémités.. La couche de blindage et la coque de blindage forment un blindage complet sur la ligne de signal. Si la coque du composant connecté au câble blindé n'est pas de structure métallique, des clips conducteurs métalliques peuvent être utilisés pour presser la couche de blindage sur la plaque métallique qui est connectée de manière fiable à la carrosserie de la voiture. L'efficacité du blindage devrait atteindre 60 dB.

4 Conclusion
Cet article analyse la méthode de conception de circuits de faisceaux de câbles automobiles sous deux aspects: coût et performances, et explique l'application de méthodes spécifiques basées sur la pratique du travail. Les points clés de la conception des boucles de faisceaux de câbles sont extraits, qui a une importance directrice pour les ingénieurs de conception de faisceaux de câbles dans le processus de conception de boucle.