Metoda projektowania wiązki wiązki obwodów samochodowych

Projektowanie wiązek obwodów motoryzacyjnych musi kompleksowo rozważyć bezpieczeństwo, niezawodność, kompatybilność elektromagnetyczna i wygoda konserwacji. Poniżej znajdują się podstawowe metody projektowania i zasady:
1. Zasady projektowania i specyfikacje
„Bezpieczeństwo przede wszystkim”.
Wiązki wysokiego napięcia (takich jak nowe pojazdy energetyczne) należy przyjąć konstrukcję dwutorową, aby uniknąć ciała jako punktu uziemiającego, i ściśle przestrzegaj wymagań dotyczących odporności na wysokie napięcie i poziomu ochrony.
Uprzęże muszą unikać obszarów deformacji kolizyjnych (takie jak belki antykolizyjne i drzwi wewnętrzne) aby zapobiec uszkodzeniu izolacji i wyciekom.
Przewody muszą być starannie ułożone, zamocowane i zaciśnięte, i zabezpieczone podczas przechodzenia przez otwory, a przemieszczenie podczas hamowania awaryjnego powinno być zarezerwowane.

„Modułowa i segmentowa konstrukcja”.
Podziel moduły wiązki przewodów (takie jak wiązka silnika, wiązka przyrządów, wiązka drzwi, itp.) zgodnie z obszarami funkcjonalnymi, aby zmniejszyć długość głównej uprzęży, obniżają koszty oraz ułatwiają demontaż i montaż.
Złącza segmentowe powinny być rozmieszczone w ukrytym i łatwym w utrzymaniu miejscu, aby uniknąć ryzyka uderzeń.

Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC)‌
Wiązki wysokiego napięcia należy poprowadzić jak najniżej pod podwoziem, aby ograniczyć zakłócenia elektromagnetyczne. Do wrażliwych linii sygnałowych (takie jak magistrala CAN), Konstrukcja skrętki dwużyłowej lub przewodu ekranowanego służy do zwiększenia zdolności przeciwzakłóceniowej.

Szczegółowe wyjaśnienie rozpoznawania i analizy schematu obwodu samochodowego

2. Sposób aranżacji
„Wymagania dotyczące mocowania i odstępów”.
Rozstaw sąsiadujących ze sobą punktów mocowania wiązek wysokiego napięcia ustala się na podstawie pola przekroju poprzecznego:
Gdy pole przekroju poprzecznego jest większe niż 16 mm², rozstaw wynosi ≤300 mm;
Gdy powierzchnia przekroju wynosi ≤16 mm², odstęp wynosi ≤200 mm‌.
Szczelina pomiędzy uprzężą a częściami stacjonarnymi wynosi ≥10 mm, unikając kontaktu z ostrymi krawędziami, wysokie temperatury, i części ruchome. W razie potrzeby, dla ochrony dodaj osłonę termiczną lub rurkę falistą.

„Optymalizacja ścieżki okablowania”.
Wiązki przewodów wysokiego napięcia nie powinny się krzyżować ani zawijać, a przewody dodatni i ujemny powinny być poprowadzone tą samą ścieżką. Powiązane uprzęże (takie jak przewody trójfazowe silnika) powinny być ułożone symetrycznie.
Po podłączeniu wiązek przewodów w kokpicie i przedniej kabinie, należy je przeprowadzić przez otwory w blasze korpusu i uszczelnić, aby zapobiec wyciekaniu wody i kurzu.

„Specyfikacje układu trójwymiarowego”.
Połącz konstrukcję blaszaną nadwozia, aby zaplanować kierunek wiązki przewodów, aby zapewnić wygodę montażu i konserwacji. Złącze jest umieszczone w łatwej w obsłudze pozycji, aby uniknąć trudności z podłączaniem i odłączaniem jedną ręką‌8.

Iii. „Specjalna konstrukcja wiązki przewodów wysokiego napięcia”.
„System dwutorowy i wybór złączy”.
Obwód wysokiego napięcia ściśle przyjmuje konstrukcję dwutorową. Złącze musi mieć blokadę pętli, wysoki poziom ochrony (takie jak IP67) i funkcję ekranowania, preferowani są dojrzali dostawcy.

Wiązki przewodów wysokiego napięcia, takie jak układy napędowe i stacje ładowania, muszą być rozmieszczone niezależnie i jednakowo symetrycznie‌.

„Środki ochronne”.
Wiązka przewodów komory silnika musi być odporna na wysoką temperaturę i wibracje, i stałe punkty muszą być ustawione co 200 mm, w odległości ≥100 mm od źródła ciepła.

Podczas przeprowadzania wiązki przewodów drzwi przez otwory należy używać plastikowych osłon ochronnych, i umieść je po suchej stronie drzwi, aby zmniejszyć ryzyko wycieku wody.

Iv. „Weryfikacja i optymalizacja”.
„Przegląd schematu”.
Etap projektowania musi przejść wielowydziałowe recenzje (projekt, proces, jakość, produkcja) aby zapewnić wykonalność programu.

„Produkcja próbna i testowanie”.
Sprawdź dwuwymiarowe rysunki za pomocą trójwymiarowych schematów okablowania i schematów, i prowadzić funkcjonalnie, testy trwałości i przystosowania do środowiska po próbnej produkcji.
Powyższe metody projektowania wymagają kompleksowej optymalizacji w połączeniu z obciążeniem elektrycznym pojazdu, warunki pracy (taki jak system pracy ciągłej/krótkiej/losowej) i czynniki środowiskowe (temperatura, wibracja).

Badania i zastosowanie metody projektowania obwodów wiązek przewodów samochodowych

Jako ważna część kosztów wiązki przewodów, obwód wiązki przewodów samochodowych ma znaczący wpływ na optymalizację kosztów wiązek elektrycznych. Ma to także bezpośredni związek z bezpieczeństwem i niezawodnością urządzeń elektrycznych pojazdu. Na podstawie praktyki zawodowej, W tym artykule podsumowano wiele rozważań dotyczących projektowania pętli, zarówno pod względem kosztów, jak i wydajności, oraz proponuje konkretne strategie kontroli i podejścia do wdrażania, zapewnianie wsparcia technicznego w zakresie wydajnego i dokładnego projektowania pętli wiązki przewodów. Ma to duże znaczenie przewodnie dla projektantów wiązek przewodów.

1 Wstęp
Produkty z wiązkami przewodów służą jako nośniki połączeń dla funkcji elektrycznych w samochodzie i realizują połączenie obwodów między różnymi komponentami elektrycznymi. Punkt początkowy i końcowy każdego połączenia obwodu stanowią pętlę w wiązce przewodów. Można powiedzieć, że obwód wiązki przewodów jest rdzeniem produktu z wiązką przewodów. Jakość projektu obwodu wiązki przewodów bezpośrednio określa bezpieczeństwo i niezawodność wiązki przewodów pojazdu. Wraz ze wzrostem stopnia elektryfikacji pojazdów, wzrastają dane komponentów elektrycznych, interakcja sygnałów pomiędzy urządzeniami elektrycznymi staje się coraz bardziej intymna, gwałtownie wzrasta także liczba pętli wiązek przewodów samochodowych. Dane obwodu wiązki przewodów ogólnych modeli pojazdów osiągnęły prawie 1,000 (Postać 1).
Optymalizacja i koordynacja tak dużej liczby obwodów to trudny problem, przed którym staje projektowanie wiązek przewodów w samochodach.
Istniejące informacje techniczne na temat projektowania wiązek przewodów w samochodach zawierają głównie wytyczne projektowe dotyczące projektowania wiązek przewodów w zakresie doboru materiałów wiązek przewodów oraz połączeń produkcyjnych i przetwórczych, ale brakuje w nim systematycznej analizy koncepcji planowania i projektowania obwodów wiązek przewodów. W tym artykule wyjaśniono odpowiednie kluczowe punkty projektowania pętli wiązki przewodów z dwóch aspektów: koszt i wydajność, i zapewnia określone ścieżki sterowania. Odgrywa pewną wiodącą rolę w projektowaniu obwodów wiązek przewodów.

2 Metoda projektowania pętli oparta na kosztach
Pętla wiązki przewodów stanowi ok 90% kosztu materiału wiązki przewodów, łącznie z przewodami i złączami. Aby kontrolować koszt projektowania wiązek przewodów, musimy zacząć od optymalizacji projektu pętli wiązki przewodów.
Jeśli chodzi o użycie przewodów, Pierwszą kwestią, którą należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu pętli, jest to, jak osiągnąć funkcję połączenia pętli przy minimalnej długości przewodu. Wiąże się to z dwoma aspektami elementów projektu: miejsce rozmieszczenia elementów elektrycznych oraz wybór ścieżek ułożenia wiązek przewodów. Te dwa czynniki są niezależne, ale powiązane i mają znaczący wpływ na wykorzystanie długości drutu.
Pierwszy, konieczne jest określenie sposobu połączenia obwodu w oparciu o zasadę komponentów, a następnie określić wstępne położenie układu każdego komponentu w środowisku pojazdu. Wybór ścieżki układu wiązki przewodów opiera się na rozmieszczeniu komponentów, przy użyciu najkrótszej długości wiązki przewodów, aby pokryć jak najwięcej obszaru układu komponentów. Jest to jednocześnie prototyp topologii elektrycznej pojazdu.

Po ukończeniu budowy topologii pojazdu, trzeba to zaprojektować i zweryfikować. Obliczając konkretne zużycie drutu, możemy określić, czy rozmieszczenie komponentów i ścieżka rozmieszczenia wiązek przewodów są rozsądne (obecnie na rynku dostępnych jest wiele programów, które realizują tę funkcję). Specyficzną metodą jest porównanie poprzez dopasowanie części jedna po drugiej. Jak pokazano na rysunku 2 i Rysunek 3, porównuje się projekty różnych pozycji układu BCM, aby sprawdzić długość i liczbę przewodów zastosowanych w pojeździe, a następnie określ, która pozycja układu BCM jest lepsza.
W tym procesie, często występuje wzajemne oddziaływanie: dostosowanie układu komponentu A będzie miało wpływ na wybór lokalizacji komponentu B. Dlatego, po określeniu po kolei wpływu każdego elementu i ścieżki wiązki przewodów na długość przewodu, to, które ma większy wpływ na długość drutu, zostanie wybrane jako preferowane w pierwszej turze rozwiązanie. Na tej podstawie, topologia jest przebudowywana, a inne rozwiązania wtórne są porównywane i ponownie analizowane. W ten sposób uzyskano platformę do projektowania topologii o najmniejszej długości przewodu.
Doskonała topologia może zapewnić minimalne zużycie przewodów. Naraz, odnośnie użycia przewodów, tradycyjna koncepcja projektowa ma jasne wymagania dotyczące doboru przewodów. Aby uniknąć nieporozumień przy podłączaniu terminali, Aby je rozróżnić, często stosuje się więcej kolorów drutu. Jednakże, w miarę ciągłego doskonalenia poziomu produkcji i metod kontroli, kolory przewodów można w rzeczywistości odpowiednio zaprojektować i dostosować, aby realizować funkcję pętli przy minimalnej liczbie typów przewodów, co jest również metodą obniżenia kosztów projektowania pętli z punktu widzenia projektowania.
Do złączy, Projektowanie pętli wymaga skupienia się na tym, jak zminimalizować użycie złączy i zredukować pętle przesyłowe. Tutaj, Inżynier projektujący wiązkę przewodów musi przekształcić się w inżyniera projektującego system, natomiast prace projektowe mające na celu ograniczenie użycia złączy i pętli przesyłowych należy przenieść do projektowania i planowania komponentów elektrycznych. Należy wziąć pod uwagę dwa główne aspekty:
Z jednej strony, obwody funkcjonalne elementów elektrycznych można rozróżnić w zależności od konfiguracji modelu pojazdu. Na przykład, dla sterowników poduszek powietrznych, podstawowe obwody funkcjonalne można zaprojektować w tym samym złączu, natomiast zaawansowane lub rozszerzone funkcje można umieścić w innym złączu. W ten sposób, w modelach z niższej półki można używać tylko jednego złącza, można również zrealizować funkcję obwodu elektrycznego.
Z drugiej strony, można go również zaplanować zgodnie z obszarem połączeń obwodu, jak sterownik poduszki powietrznej. Niektórzy projektanci rozważą zaprojektowanie funkcji podwozia w tym samym złączu i funkcji tablicy rozdzielczej w innym złączu. Tego rodzaju planowanie może ograniczyć wzajemne przenoszenie obwodów w różnych regionach. Ta konstrukcja pętli funkcjonalnej oparta na obszarze jest szczególnie skuteczna w przypadku komponentów elektrycznych z dużą liczbą podłączonych pinów (takie jak kontrolery BCM).

3 – Metoda projektowania obwodów oparta na wydajności wiązki przewodów
Pętla wiązki przewodów jest rdzeniem realizacji połączenia obwodu. Bezpieczeństwo i niezawodność połączeń obwodów to wymagania, które muszą zostać spełnione. Przewody i złącza w projekcie obwodu muszą spełniać wymagania obciążenia i środowiska. Treści te zostały szczegółowo opisane w innych materiałach projektowych. W tym artykule wyjaśniono jedynie, jak zapewnić projekt wydajności pętli z punktu widzenia wyboru ścieżki pętli.
Pierwszy, projekt obwodu musi unikać niewykrywalnych trybów awarii. Jak pokazano na rysunku 4, tylna część bezpiecznika jest połączona równolegle z końcem cewki przekaźnika i końcem styku. Ten rodzaj konstrukcji jest bardzo powszechny w projektowaniu obwodów pojazdów. Konstrukcja ta jest oczywiście rozsądna, gdy końcówki cewki przekaźnika i końcówki stykowe są różne. Jednakże, gdy końcówka cewki przekaźnika i końcówki styku są takie same, Obecne urządzenia do kontroli instalacji elektrycznej nie są w stanie zidentyfikować takiego trybu awarii, gdy zaciski są włożone do otworów przekaźnika w niewłaściwej pozycji.
Dlatego, w niektórych przypadkach nie można zastosować tej metody projektowania pętli. Oczywiście, różni inżynierowie projektanci mają do czynienia z różnymi środowiskami projektowymi i środowiskami produkcyjnymi, a konkretne tryby awarii również będą różne, jednak pierwszą rzeczą do rozważenia jest unikanie trybów awaryjnych w projektowaniu obwodów.
Z drugiej strony, obecny poziom elektroniki samochodowej znacznie się poprawił. Jako nośnik elektroniczny, Środowisko elektromagnetyczne, z jakim borykają się samochody, jest również bardziej złożone, oraz sposoby ograniczenia zakłóceń elektromagnetycznych w projektowaniu obwodów wiązek przewodów to nieunikniony temat. Zakłócenia łączenia przewodów (Postać 5), zakłócenia zasilania, zakłócenia uziemienia, zakłócenia radiacyjne, itp. będą miały niekorzystny wpływ na normalne działanie urządzeń elektrycznych. Obwody w wiązce przewodów są ze sobą powiązane, oraz zakłócenia sprzęgania przewodów generowane pomiędzy pętlami wiązki przewodów oraz pomiędzy wiązką przewodów a metalowym przewodnikiem są szczególnie widoczne w wiązce przewodów.
Aby zmniejszyć zakłócenia łączenia przewodów w konstrukcji pętli, musimy najpierw rozróżnić pętle interferencyjne i pętle wrażliwe. Mówiąc prościej, indukcyjne obwody obciążenia, takie jak cewki zapłonowe, głośniki, silniki, itp. są obwodami zakłócającymi, podczas gdy obwody takie jak obrazowanie, sondy radarowe, diody LED małej mocy, a różne czujniki to wrażliwe obwody. Pętle zakłócające i pętle czułe muszą być rozmieszczone oddzielnie w procesie projektowania. Testy wykazały, że zwiększenie odległości między przewodami może zmniejszyć zakłócenia o wysokiej częstotliwości (Postać 6). Jeśli nie można dokonać rozróżnienia, należy przeprowadzić testy funkcjonalne poprzez wprowadzenie zakłóceń do przewodów w celu określenia poprawności projektu obwodu.
Naraz, w celu zmniejszenia wpływu promieniowania wiązki przewodów i sprzężenia, Powierzchnia pętli obwodu i długość wiązki przewodów powinny zostać maksymalnie zmniejszone. W projekcie całego pojazdu, konieczne jest zminimalizowanie obszaru pętli wiązki przewodów, zwłaszcza linie energetyczne i linie naziemne. Wymagane jest, aby wiązki przewodów w pętli były poprowadzone możliwie równolegle i zamocowane jak najbliżej metalowego korpusu, aby zmniejszyć powierzchnię pętli, a odległość między przewodami nie powinna przekraczać 50 cm.
Oprócz uwzględnienia układu pętli zakłócających i pętli wrażliwych, Aby spełnić oczekiwania dotyczące ekranowania, przy projektowaniu pętli należy również zwrócić uwagę na elementy przeciwzakłóceniowe, skrętki i przewody ekranowane stosowane w wiązce przewodów. Dwa przewody skrętki powinny mieć tę samą średnicę i długość, a odległość skrętu powinna wynosić 10 ~ 20 mm. Specyficzna długość skrętu podlega testom eksperymentalnym. Zacisk uziemienia ekranu powinien łączyć ekran 360° z obudową ekranu na obu końcach. Warstwa ekranująca i powłoka ekranująca tworzą kompletny ekran na linii sygnałowej. Jeżeli obudowa elementu podłączonego do kabla ekranowanego nie ma konstrukcji metalowej, metalowe zaciski przewodzące umożliwiają dociśnięcie warstwy ekranującej do metalowej płytki solidnie połączonej z karoserią. Skuteczność ekranowania powinna osiągnąć 60dB.

4 Wniosek
W artykule przeanalizowano metodę projektowania obwodów wiązek przewodów samochodowych pod kątem dwóch aspektów: koszt i wydajność, i wyjaśnia zastosowanie określonych metod w oparciu o praktykę zawodową. Wyodrębniono kluczowe punkty projektu pętli wiązki przewodów, co ma znaczenie przewodnie dla inżynierów zajmujących się projektowaniem wiązek przewodów w procesie projektowania pętli.