Kaedah Reka Bentuk Harness Litar Automotif

Reka bentuk abah -abah litar automotif perlu dipertimbangkan secara komprehensif, kebolehpercayaan, keserasian elektromagnetik dan kemudahan penyelenggaraan. Berikut adalah kaedah dan prinsip reka bentuk teras:
1. Prinsip reka bentuk dan spesifikasi
Keselamatan diutamakan
Abah-abah voltan tinggi (seperti kenderaan tenaga baharu) perlu menggunakan reka bentuk dwi-trek untuk mengelakkan badan sebagai titik asas, dan mematuhi dengan ketat keperluan rintangan voltan tinggi dan tahap perlindungan.
Abah-abah perlu mengelakkan kawasan ubah bentuk perlanggaran (seperti rasuk anti-perlanggaran dan pintu dalam) untuk mengelakkan kerosakan penebat dan kebocoran.
Wayar perlu diikat dengan kemas, tetap dan diapit, dan dilindungi apabila melalui lubang, dan anjakan semasa brek kecemasan hendaklah dikhaskan.

Reka bentuk modular dan bersegmen
Bahagikan modul abah-abah (seperti abah-abah enjin, abah-abah instrumen, abah-abah pintu, dll.) mengikut kawasan berfungsi untuk mengurangkan panjang abah-abah utama, mengurangkan kos dan memudahkan pembongkaran dan pemasangan.
Penyambung bersegmen hendaklah disusun di lokasi yang tersembunyi dan mudah diselenggara untuk mengelakkan risiko benjolan.

Keserasian elektromagnet (EMC)‌
Abah-abah voltan tinggi hendaklah disalurkan di bawah casis sebanyak mungkin untuk mengurangkan gangguan elektromagnet. Untuk talian isyarat sensitif (seperti bas CAN), pasangan terpiuh atau reka bentuk wayar terlindung digunakan untuk meningkatkan keupayaan anti-gangguan.

Penjelasan terperinci mengenai pengiktirafan dan analisis gambarajah litar kereta

2. Kaedah penyusunan
Keperluan penetapan dan jarak
Jarak antara titik penetapan bersebelahan abah-abah voltan tinggi ditentukan mengikut luas keratan rentas:
Apabila luas keratan rentas lebih besar daripada 16 mm², jaraknya ialah ≤300 mm;
Apabila luas keratan rentas ialah ≤16 mm², jaraknya ialah ≤200 mm‌.
Jurang antara abah-abah dan bahagian pegun ialah ≥10 mm, mengelakkan sentuhan dengan tepi tajam, suhu tinggi, dan bahagian yang bergerak. Jika perlu, tambah perisai haba atau tiub beralun untuk perlindungan‌.

Pengoptimuman laluan pendawaian
Abah-abah voltan tinggi harus mengelakkan persilangan atau penggulungan, dan wayar positif dan negatif harus dialihkan pada laluan yang sama. Abah-abah yang berkaitan (seperti wayar tiga fasa motor) hendaklah disusun secara simetri‌.
Apabila kokpit dan abah-abah kabin hadapan disambungkan, ia mesti dilalui melalui lubang logam lembaran badan dan ditutup untuk mengelakkan kebocoran air dan habuk‌.

‌Spesifikasi susun atur tiga dimensi‌
Gabungkan struktur kepingan logam badan untuk merancang arah abah-abah pendawaian bagi memastikan kemudahan pemasangan dan penyelenggaraan. Penyambung disusun dalam kedudukan yang mudah dikendalikan untuk mengelakkan kesukaran memasang dan mencabut palam dengan satu tangan‌8.

Iii. ‌Reka bentuk khas abah-abah pendawaian voltan tinggi‌
‌Sistem dwi trek dan pemilihan penyambung‌
Litar voltan tinggi menggunakan reka bentuk dwi-trek dengan ketat. Penyambung mesti mempunyai gelung saling mengunci, tahap perlindungan yang tinggi (seperti IP67) dan fungsi pelindung, dan pembekal matang diutamakan‌.

Abah-abah pendawaian voltan tinggi seperti sistem pemacu dan stesen pengecas mesti disusun secara bebas dan seragam secara simetri‌.

Langkah-langkah perlindungan
Abah-abah pendawaian petak enjin mestilah tahan kepada suhu tinggi dan getaran, dan mata tetap mesti ditetapkan setiap 200 mm, dengan jarak ≥100 mm dari sumber haba‌.

Gunakan penutup pelindung plastik apabila melewati abah-abah pendawaian pintu melalui lubang, dan susunkannya di bahagian kering pintu untuk mengurangkan risiko kebocoran air‌.

Iv. ‌Pengesahan dan pengoptimuman‌
Semakan skim
Peringkat reka bentuk perlu lulus semakan pelbagai jabatan (reka bentuk, proses, kualiti, pembuatan) untuk memastikan kebolehlaksanaan skim‌.

‌Pengeluaran dan ujian percubaan‌
Sahkan lukisan dua dimensi melalui gambar rajah pendawaian tiga dimensi dan skema, dan menjalankan fungsi, ujian ketahanan dan kebolehsuaian alam sekitar selepas pengeluaran percubaan‌.
Kaedah reka bentuk di atas perlu dioptimumkan secara menyeluruh dalam kombinasi dengan beban elektrik kenderaan, keadaan operasi (seperti sistem kerja berterusan/masa pendek/rawak) dan faktor persekitaran (suhu, getaran).

Penyelidikan dan aplikasi kaedah reka bentuk litar abah-abah pendawaian automotif

Sebagai bahagian penting kos abah-abah pendawaian, litar abah-abah pendawaian kereta mempunyai kesan yang ketara ke atas pengoptimuman kos abah-abah pendawaian. Ia juga berkaitan secara langsung dengan keselamatan dan kebolehpercayaan peralatan elektrik kenderaan. Berdasarkan amalan kerja, artikel ini meringkaskan banyak pertimbangan untuk reka bentuk gelung daripada kedua-dua aspek kos dan prestasi, dan mencadangkan strategi kawalan khusus dan pendekatan pelaksanaan, menyediakan sokongan teknikal untuk reka bentuk gelung abah-abah wayar yang cekap dan tepat. Ia mempunyai kepentingan panduan yang kuat untuk pereka abah-abah pendawaian.

1 Pengenalan
Wire harness products serve as the connection carrier for automotive electrical functions and realize the circuit connection between various electrical components. The starting point and end point of each circuit connection constitute the loop within the wiring harness product. It can be said that the wiring harness circuit is the core of the wiring harness product. The quality of the circuit design of the wiring harness product directly determines the safety and reliability of the vehicle wiring harness. As the degree of electrification of vehicles increases, the data of electrical components increases, the signal interaction between electrical appliances becomes more and more intimate, and the number of automotive wiring harness loops also increases sharply. Data litar abah-abah pendawaian model kenderaan am telah mencapai hampir 1,000 (Rajah 1).
Bagaimana untuk mengoptimumkan dan menyelaraskan sebilangan besar litar adalah masalah sukar yang dihadapi oleh reka bentuk abah-abah pendawaian automotif.
Maklumat teknikal sedia ada mengenai reka bentuk abah-abah wayar automotif terutamanya menyediakan panduan reka bentuk untuk reka bentuk abah-abah dawai dalam pemilihan bahan abah-abah wayar dan pautan pembuatan dan pemprosesan, tetapi tidak mempunyai analisis sistematik tentang konsep perancangan dan reka bentuk litar abah-abah wayar. Artikel ini menerangkan perkara utama yang berkaitan reka bentuk gelung abah-abah wayar dari dua aspek: kos dan prestasi, dan menyediakan laluan kawalan khusus. Ia mempunyai peranan panduan tertentu dalam reka bentuk litar abah-abah pendawaian.

2 Kaedah reka bentuk gelung berasaskan kos
Gelung abah-abah pendawaian menyumbang kira-kira 90% of the wiring harness material cost, including wires and connectors. To control the cost of wire harness design, we must start from the optimization of wire harness loop design.
Regarding the use of wires, how to achieve the loop connection function with the minimum wire length is the first issue to be considered in loop design. This involves two aspects of design elements: the placement location of electrical components and the selection of wiring harness layout paths. These two factors are independent but interrelated and have a significant impact on the use of wire length.
Pertama, it is necessary to determine the connection method of the circuit based on the principle of components, and then determine the preliminary position of the layout of each component in the vehicle environment. The selection of the wiring harness layout path is based on the layout position of the components, using the shortest wire harness length to cover as much of the component layout area as possible. This is also the prototype of the vehicle electrical topology.

After completing the vehicle topology construction, it needs to be designed and verified. By calculating the specific wire usage, we can determine whether the layout position of components and the wiring harness layout path are reasonable (there are currently a large number of software on the market that can realize this function). The specific method is to compare by adjusting the parts one by one. Seperti yang ditunjukkan dalam angka 2 dan angka 3, the designs of different BCM layout positions are compared to check the length and amount of wires used in the vehicle, and then determine which position of BCM layout is better.
Dalam proses ini, mutual influence often occurs: the adjustment of the layout of component A will affect the selection of the location of component B. Oleh itu, after determining the impact of each component and wiring harness path on the length of the wire one by one, the one that has a greater impact on the length of the wire will be selected as the first-round preferred solution. Atas dasar ini, the topology is rebuilt and other secondary solutions are compared and analyzed again. This achieves a topology design platform with the smallest wire length.
A perfect topology can ensure the minimum amount of wire usage. Pada masa yang sama, regarding the use of wires, the traditional design concept has clear requirements for the selection of wires. In order to avoid confusion in terminal plugging, lebih banyak warna wayar sering digunakan untuk membezakannya. Walau bagaimanapun, kerana tahap pembuatan dan kaedah pemeriksaan terus bertambah baik, warna wayar wayar sebenarnya boleh direka bentuk dan diselaraskan dengan sewajarnya untuk merealisasikan fungsi gelung dengan bilangan jenis wayar yang minimum, yang juga merupakan kaedah untuk mengurangkan kos reka bentuk gelung dari perspektif reka bentuk.
Untuk penyambung, bagaimana untuk meminimumkan penggunaan penyambung dan mengurangkan gelung pemindahan adalah perkara yang perlu difokuskan dalam reka bentuk gelung. Di sini, jurutera reka bentuk abah-abah pendawaian perlu berubah menjadi jurutera reka bentuk sistem, dan kerja reka bentuk mengurangkan penggunaan penyambung dan gelung pemindahan perlu dipindahkan kepada reka bentuk dan perancangan komponen elektrik. Terdapat dua aspek utama yang perlu dipertimbangkan:
Di satu pihak, litar berfungsi komponen elektrik boleh dibezakan mengikut konfigurasi model kenderaan. Contohnya, untuk pengawal beg udara, litar berfungsi asas boleh direka bentuk dalam penyambung yang sama, manakala fungsi lanjutan atau lanjutan boleh diatur dalam penyambung lain. Dengan cara ini, hanya satu penyambung boleh digunakan pada model low-end, dan fungsi litar elektrik juga boleh direalisasikan.
Sebaliknya, ia juga boleh dirancang mengikut kawasan sambungan litar, seperti pengawal beg udara. Sesetengah pereka bentuk akan mempertimbangkan untuk mereka bentuk fungsi casis dalam penyambung yang sama dan fungsi panel instrumen dalam penyambung lain. Perancangan seperti ini boleh mengurangkan pemindahan litar bersama di pelbagai wilayah. Reka bentuk gelung berfungsi berasaskan kawasan ini amat berkesan untuk komponen elektrik dengan sejumlah besar pin bersambung (seperti pengawal BCM).

3 – Kaedah reka bentuk litar berdasarkan prestasi abah-abah wayar
Gelung abah-abah pendawaian adalah teras untuk merealisasikan sambungan litar. Keselamatan dan kebolehpercayaan sambungan litarnya adalah keperluan yang mesti dipenuhi. Wayar dan penyambung dalam reka bentuk litar mesti mematuhi keperluan beban dan persekitaran. Kandungan ini telah diterangkan secara terperinci dalam bahan reka bentuk lain. Artikel ini hanya menerangkan cara untuk memastikan reka bentuk prestasi gelung dari perspektif pemilihan laluan gelung.
Pertama, reka bentuk litar mesti mengelakkan mod kegagalan yang tidak dapat dikesan. Seperti yang ditunjukkan dalam angka 4, bahagian belakang fius disambung selari dengan hujung gegelung geganti dan hujung sesentuh. Reka bentuk seperti ini sangat biasa dalam reka bentuk litar kenderaan. Reka bentuk ini jelas munasabah apabila hujung gegelung geganti dan terminal hujung sesentuh berbeza. Walau bagaimanapun, apabila hujung gegelung geganti dan terminal hujung sesentuh adalah sama, peralatan pemeriksaan elektrik semasa tidak dapat mengenal pasti mod kegagalan sedemikian apabila terminal dimasukkan ke dalam lubang geganti dalam kedudukan yang salah.
Oleh itu, kaedah reka bentuk gelung ini tidak boleh digunakan dalam beberapa kes. Sudah tentu, jurutera reka bentuk yang berbeza menghadapi persekitaran reka bentuk dan persekitaran pembuatan yang berbeza, dan mod kegagalan tertentu juga akan berbeza, tetapi pengelakan mod kegagalan dalam reka bentuk litar adalah perkara pertama yang perlu dipertimbangkan.
Sebaliknya, tahap semasa elektronik automotif telah meningkat dengan ketara. Sebagai pembawa elektronik, persekitaran elektromagnet yang dihadapi oleh kereta juga lebih kompleks, dan bagaimana untuk mengurangkan gangguan elektromagnet dalam reka bentuk litar abah-abah wayar adalah topik yang tidak dapat dielakkan. Gangguan gandingan wayar (Rajah 5), gangguan bekalan kuasa, gangguan tanah, gangguan sinaran, dll. semuanya akan mempunyai kesan buruk pada operasi normal peranti elektrik. Litar dalam abah-abah wayar disatukan, dan gangguan gandingan wayar yang dijana antara gelung abah-abah wayar dan antara abah-abah wayar dan konduktor logam adalah amat ketara dalam abah-abah wayar..
Untuk mengurangkan gangguan gandingan wayar dalam reka bentuk gelung, kita mesti terlebih dahulu membezakan antara gelung gangguan dan gelung sensitif. Secara ringkasnya, litar beban induktif seperti gegelung penyalaan, pembesar suara, motor, dll. adalah litar gangguan, manakala litar seperti pengimejan, kuar radar, lampu LED berkuasa rendah, dan pelbagai sensor adalah litar sensitif. Gelung gangguan dan gelung sensitif perlu disusun secara berasingan semasa proses reka bentuk. Ujian telah menunjukkan bahawa meningkatkan jarak antara wayar boleh mengurangkan gangguan frekuensi tinggi (Rajah 6). Jika perbezaan tidak dapat dibuat, ujian kefungsian perlu dijalankan dengan menyuntik gangguan ke dalam wayar untuk menentukan ketepatan reka bentuk litar.
Pada masa yang sama, untuk mengurangkan pengaruh sinaran abah-abah wayar dan gandingan, kawasan gelung litar dan panjang abah-abah wayar hendaklah dikurangkan sebanyak mungkin. Dalam reka bentuk keseluruhan kenderaan, adalah perlu untuk meminimumkan kawasan gelung abah-abah pendawaian, especially the power lines and ground lines. It is required that the wire harnesses in the loop should be routed in parallel as much as possible and fixed as close to the metal body as possible to reduce the loop area, and the distance between the wires should not exceed 50cm.
In addition to the consideration of the layout of interference loops and sensitive loops, the anti-interference components twisted pairs and shielded wires used on the wire harness also need to be paid attention to in the loop design to achieve shielding expectations. The two wires of the twisted pair should have the same diameter and length, and the twist distance should be 10~20mm. The specific twist length is subject to experimental testing. The shield ground terminal should connect the shield 360° to the shield shell at both ends. The shielding layer and shielding shell form a complete shield on the signal line. If the shell of the component connected to the shielded cable is not of metal structure, metal conductive clips can be used to press the shielding layer onto the metal plate that is reliably connected to the car body. The shielding effectiveness should reach 60dB.

4 Kesimpulan
This article analyzes the automotive wiring harness circuit design method from two aspects: kos dan prestasi, and explains the application of specific methods based on work practice. The key points of wire harness loop design are extracted, which has guiding significance for wire harness design engineers in the loop design process.