Thiết kế dây điện áp điện áp thấp & Giải pháp

Thông số kỹ thuật cho giải pháp và thiết kế khai thác điện áp thấp

TÔI. Nguyên tắc thiết kế cốt lõi và công nghệ chủ chốt
‌Mô hình 3D và mô phỏng động‌
CATIA, UG và phần mềm 3D khác được sử dụng để mô phỏng bố cục dây đai, xác minh linh hoạt nguy cơ nhiễu với các bộ phận xung quanh, tối ưu hóa đường dẫn nhánh và phân phối điểm cố định, và đạt được độ chính xác mô phỏng hơn 80%‌.

Kết hợp với việc phân vùng chức năng của xe (chẳng hạn như khoang động cơ và cabin), Nên tránh các bộ phận chuyển động và khu vực sắc nhọn khi lập kế hoạch hướng dây nịt để giảm nguy cơ mài mòn năng động‌.

‌Tối ưu hóa kết nối dây và thiết bị đầu cuối‌
Đường kính dây được chọn dựa trên dòng tải và khả năng chịu nhiệt, và diện tích tiếp xúc sau khi uốn được tính bằng “diện tích mặt cắt dây dẫn × tỉ số nén” để đảm bảo hiệu suất điện và độ bền cơ học‌.

Kịch bản đặc biệt (chẳng hạn như chống thấm và che chắn) sử dụng các thiết bị đầu cuối hoặc đầu nối mạ có cấu trúc uốn cách điện để giải quyết vấn đề ăn mòn điện hóa của đồng và nhôm‌.

Thiết kế và các ứng dụng chức năng của dây nối điện áp thấp ở Trung Quốc

‌Thiết kế bảo vệ và sửa chữa‌
Lớp bảo vệ bên ngoài sử dụng ống lượn sóng và lưới bện chống mài mòn, và vỏ cứng được đặt chồng lên những khu vực dễ bị tổn thương như khung xe để cải thiện khả năng chống va đập‌. Khoảng cách khóa cố định là 300mm, và kết cấu tự khóa được kết hợp tối ưu hóa phân bố cơ khí nhằm chống rung, rơi ra.

2. Đổi mới công nghệ và nâng cấp vật liệu
‌Công nghệ dây dẫn dòng lõi nhôm‌
Thay đồng bằng nhôm có thể giảm 10kg trọng lượng của một chiếc xe. Sau đợt quảng bá quy mô lớn, mức tiêu thụ đồng hàng năm có thể giảm bằng cách 300,000 tấn, và vấn đề thiếu hụt đồng và lượng khí thải carbon có thể được giải quyết đồng thời. Thông qua xử lý bề mặt và tối ưu hóa quá trình kết nối, các vấn đề về rão và ăn mòn của nhôm có thể được khắc phục.

Thích ứng với các yêu cầu của kiến ​​trúc 48V và hỗ trợ các tình huống kết nối có độ tin cậy cao (chẳng hạn như mạch sạc năng lượng mới).

‌Giải pháp kết nối thông minh‌
Đầu nối lai của lidar với kết nối vi sai GEMnet 10G tích hợp hỗ trợ truyền dữ liệu băng thông cao để lái xe thông minh.

Nhà sản xuất dây điện hạ thế Trung Quốc & nhà cung cấp

Giao diện đồng trục thu nhỏ (MATE-AX, TMF) cho phép cấu hình linh hoạt của máy ảnh, màn hình và ăng-ten để giảm chiếm không gian.

3. Các dạng lỗi và giải pháp điển hình
‌Mang nhiễu động‌ Tối ưu hóa đường dẫn dây để tránh các bộ phận chuyển động, và thêm ống thổi hoặc lưới bện bảo vệ;
‌Đè bẹp lớp cách điện‌ Sử dụng vỏ bọc cứng hoặc điều chỉnh khoảng cách giữa các điểm cố định để tránh dây điện đi qua không gian hẹp;
‌Đầu nối chống thấm nước‌ Sử dụng đầu nối chống nước IP67 trở lên, bịt kín khu vực uốn thiết bị đầu cuối và thêm vòng cao su chống thấm nước;
‌Tháo dây nịt‌ Sử dụng khóa tự khóa để tối ưu hóa sự phân bổ cơ học của các điểm cố định (chẳng hạn như cố định hai lớp trong phần chuyển tiếp của hệ thống treo);

4. Kiểm tra xác minh và kiểm soát chi phí
‌Kiểm tra hiệu suất‌
‌Kiểm tra DV‌: mô phỏng các điều kiện làm việc khắc nghiệt như độ rung và chống thấm để xác minh độ tin cậy của bộ dây‌.
‌Kiểm tra lực kéo ra‌: Độ bền liên kết giữa thiết bị đầu cuối và dây phải ≥0,40mm (#18 dây AWG)‌.

‌Chiến lược giảm chi phí‌
Tối ưu hóa chiều dài dây và vị trí nhánh thông qua mô hình kỹ thuật số 3D để giảm việc sử dụng dây và đầu nối dự phòng (giảm khoảng 15%)‌. Thiết kế mô-đun (chẳng hạn như cáp linh hoạt phẳng FFC) giảm chi phí phát triển tùy chỉnh và thích ứng với nhu cầu của buồng lái thông minh và kiểm soát miền.

V. Các trường hợp ứng dụng điển hình
‌Bộ dây điện buồng lái thông minh: Bộ dây điện áp thấp được bảo vệ bằng đầu nối đồng trục MATE-AX để giảm nhiễu của hệ thống điện áp cao lên tín hiệu âm thanh và video.
‌Dây sạc năng lượng mới: Tích hợp công nghệ dây dẫn dòng lõi nhôm, giảm trọng lượng mạch sạc 20%, hiệu suất tản nhiệt tăng lên 30%.

Thông qua thiết kế trên và đổi mới công nghệ, bộ dây điện hạ áp đã đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của các phương tiện sử dụng năng lượng mới về trọng lượng nhẹ, trí thông minh và độ tin cậy, giúp các nhà sản xuất ô tô giảm chi phí, nâng cao hiệu quả và mục tiêu phát triển bền vững.

NVH là viết tắt của Tiếng ồn., Rung, và sự khắc nghiệt. Đây là chỉ số toàn diện để đo lường chất lượng sản xuất ô tô. Trong bài viết này, các kỹ sư bộ dây điện chủ yếu phân tích NVH ô tô và tiếng ồn của bộ dây điện từ góc độ thiết kế, kết hợp với kinh nghiệm phát triển đồng bộ xe thực tế.
Sự thoải mái của người ngồi trong xe cũng như độ bền và tuổi thọ của các bộ phận ô tô do rung động đều nằm trong phạm vi nghiên cứu của NVH.

Đặc điểm kỹ thuật thiết kế bộ dây điện hạ áp ô tô

Tầm quan trọng của NVH ô tô
Nói chung, Hiệu suất của NVH quyết định trực tiếp đến mức độ thoải mái của xe khi lái xe. Điểm NVH càng cao, mức độ thoải mái tổng thể của xe càng cao, và ngược lại. Đồng thời, Vấn đề NVH của xe luôn là một trong những vấn đề đáng lo ngại nhất đối với các nhà sản xuất ô tô lớn và các công ty cung cấp phụ tùng. Theo thống kê, Về 1/3 các sự cố hỏng hóc của xe có liên quan đến vấn đề NVH của xe, và gần như 20% chi phí nghiên cứu và phát triển của các công ty sản xuất ô tô lớn được dùng để giải quyết các vấn đề về NVH của phương tiện.2. Nguyên nhân gây ra tiếng ồn bất thường do dây điện

2.1 Biên độ dự trữ quá dài
2.1.1 Biên độ thực hiện quá mức
Biên độ chuyển động của các nhánh dây của bộ phận chuyển động tương đối dài. Khi các bộ phận điện liên quan đang chuyển động, các nhánh dây dẫn dễ tiếp xúc với môi trường xung quanh, gây ra tiếng ồn bất thường. Trong quá trình sử dụng thực tế, các bộ phận liên quan đến chuyển động của ô tô, chẳng hạn như ghế ô tô (thường là ghế trước), cột lái, hộp găng tay bảng điều khiển, vân vân., sẽ di chuyển thường xuyên. Khi bố trí bộ dây trên các bộ phận chuyển động, cần phải tăng biên độ chuyển động, đó là, khi thành phần di chuyển, dây nịt không thể hạn chế chuyển động của nó. Tất nhiên rồi, biên độ thực hiện càng dài, càng tốt. Khi thiết kế, phải thực hiện đường đi dây của các bộ phận chuyển động tại các vị trí xa nhất của từng hướng chuyển động, và kích thước của đường đi dài nhất nên được sử dụng làm kích thước dự kiến ​​của đoạn dây này, rồi mô phỏng lại xem kích thước dự kiến ​​có gây nhiễu các phụ kiện xung quanh tại từng vị trí hay không. Nếu có sự can thiệp, bạn nên chọn lại điểm cố định bộ dây hoặc đàm phán với các bộ phận xung quanh để tránh chúng. Nếu không có sự can thiệp sau khi xác minh, kích thước của phần này là kích thước thiết kế dây nịt hợp lý, như trong hình 1.

2.1.2 Trợ cấp lắp ráp quá dài
Trong quá trình sản xuất, lắp ráp ô tô, nếu không gian hoạt động không đủ, một khoản trợ cấp lắp ráp cần phải được bảo lưu. Tuy nhiên, nếu lề lắp ráp quá dài, sẽ dễ khiến nhánh dây điện bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh, gây ra tiếng ồn bất thường. Trong xưởng sản xuất của nhà máy động cơ chính, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, một số bộ phận thường được lắp ráp ngoại tuyến riêng biệt và sau đó được lắp ráp trên dây chuyền lắp ráp cuối cùng, chẳng hạn như bảng điều khiển phụ, cản trước và cản sau, vân vân. Tại thời điểm này, chúng ta cần dành một khoản trợ cấp lắp ghép trong thiết kế ban đầu để tạo điều kiện cho công nhân lắp ráp. Đối với trợ cấp lắp ráp của các đế cắm nội tuyến này, nhánh dây điện thường yêu cầu 120 ~ 140mm, như thể hiện trong dấu đỏ trong hình 2.

Trong quá trình lắp ráp một số linh kiện điện, nếu các thành phần điện được cố định trước, đầu nối ở đầu dây điện sẽ không thể lắp ráp được do thiếu không gian hoạt động. Điều này đòi hỏi phải rút đầu nối ở đầu bộ dây để kết nối với bộ phận điện, sau đó đẩy nó trở lại, và cuối cùng là cố định linh kiện điện về vị trí ban đầu. Khi đó các nhánh dây điện này yêu cầu chúng ta phải dành phụ cấp cho việc lắp ráp. Đối với biên độ lắp ráp các bộ phận điện, các nhánh dây điện thường cần được kéo dài thêm 60 ~ 80mm, như thể hiện trong dấu đỏ trong hình 3.

Chỉ cần đáp ứng đủ điều kiện lắp ráp, biên độ lắp ráp càng ngắn, hướng khai thác dây sẽ càng dễ kiểm soát, khả năng tiếp xúc với môi trường xung quanh càng thấp, và khả năng xảy ra tiếng ồn bất thường từ các nhánh dây dẫn càng thấp. Ngoài ra, băng nhung được ưu tiên sử dụng để bọc các nhánh dây điện có lề lắp ráp, có thể làm giảm tiếng ồn bất thường do nhiễu giữa dây điện và môi trường xung quanh.

2.2 Khoảng cách giữa các điểm cố định quá dài
Khoảng cách giữa hai điểm cố định liền kề của bộ dây dài, dễ bị rung lắc và có tiếng ồn bất thường. Chức năng của dây buộc trên bộ dây là cố định các nhánh của bộ dây và hạn chế hướng của chúng. Việc giảm chi phí loại bỏ khóa là tối thiểu, nhưng tác dụng phụ rất rõ ràng: hướng nhánh của bộ dây thực tế rất khác với trạng thái trong dữ liệu. Vì thế, kích thước hai điểm cố định liền kề không được vượt quá 200mm. Nếu không có điểm giao thoa giữa nhánh bó dây và môi trường xung quanh, và đoạn nhánh của bộ dây là đoạn thẳng, khoảng cách giữa hai điểm cố định không được vượt quá 300mm. Ngoài ra, kích thước từ điểm ra hoặc điểm cố định của nhánh dây dẫn đến đầu vỏ bọc không được vượt quá 150mm. Khi khoảng cách giữa hai điểm cố định quá dài và khoảng cách với môi trường xung quanh nhỏ, sau khi dung sai được điều chỉnh trong quá trình sản xuất bộ dây, các nhánh dây điện sẽ bị lỏng hoặc bị biến dạng trong quá trình lắp ráp thực tế, và dễ gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. Tiếng ồn bất thường phát ra khi xe đang chạy, điều này ảnh hưởng đến trải nghiệm lái xe.

2.3 Lựa chọn dây buộc không hợp lý
Nếu dây buộc khóa được lựa chọn và thiết kế không hợp lý, nó có thể rung chuyển hoặc rơi ra, gây ra tiếng ồn bất thường. Mỗi dây buộc có kích thước và độ dày riêng để vừa với lỗ lắp. Trong phạm vi thích ứng của nó, khi lực chèn của đầu là 60N và lực nhổ là ≥120N, Có thể tránh được sự cố của dây buộc khóa. Nếu dây buộc không thành công, nó không chỉ tạo ra tiếng ồn khi xe đang chạy, nhưng dây dẫn cố định cũng sẽ rung lắc và tiếp xúc với môi trường xung quanh, gây ra tiếng ồn bất thường.
Trong thiết kế ban đầu của dây nịt, chúng ta nên ưu tiên sử dụng cà vạt tròn thông thường, không chỉ có thể giảm chi phí thiết kế, mà còn hạn chế hướng của dây nịt. Cố gắng tránh sử dụng một số loại khóa có hình dạng đặc biệt và khóa hình chữ T lệch để tránh trường hợp khóa bị rung do chính xe rung, dẫn đến tiếng ồn bất thường.

Giảm NVH của xe từ góc độ thiết kế dây nịt
3.1 Giảm tiếng ồn trong chính bộ dây điện
Khi thiết kế, xem xét đầy đủ về tiếng ồn bất thường có thể xảy ra do chính bộ dây dẫn điện gây ra. Tiếng ồn bất thường do chính bộ dây điện tạo ra là tác động trực tiếp nhất đến người ngồi trong xe. Vì thế, khi thiết kế, chúng ta phải mô phỏng một quy trình di chuyển và lắp ráp hợp lý, chọn điểm cố định dây điện hợp lý, và chọn một chiếc thắt lưng phù hợp. Ngoài ra, ở những khu vực mà các nhánh dây điện nằm sát bên trong, nên bọc tất cả chúng bằng băng nhung để giảm tiếng ồn.3.2 Giảm tiếng ồn trong tấm kim loại
Cố gắng tránh mở các lỗ trên tấm kim loại tường lửa và tấm kim loại phần thân dưới. Khi ô tô đang chạy, một phần tiếng ồn và độ rung đến từ khung xe. Nếu có nhiều lỗ được mở trên tấm kim loại tường lửa và tấm kim loại phần thân dưới để cố định bộ dây điện, xe sẽ gây ra tiếng ồn và độ rung lớn hơn khi lái xe ở tốc độ cao, tăng NVH, và làm giảm sự thoải mái của xe. . Vì thế, nên sử dụng thẻ stud càng nhiều càng tốt để cố định bộ dây trên tấm kim loại tường lửa và tấm kim loại thân dưới. Trong quá trình thiết kế, kỹ sư kim loại tấm được yêu cầu hàn các đinh tán có đường kính 5 mm hoặc 6 mm để cố định dây điện. Nếu có một số dây nịt không thể tránh khỏi xuyên qua các lỗ, cố gắng mở những lỗ nhỏ hơn. Kích thước của lỗ mở dựa trên vỏ bọc lớn nhất được xuyên qua. Kích thước lỗ thông dụng là kích thước đường chéo của vỏ bọc lớn nhất được đục lỗ, cộng với 6 mm là đường kính của lỗ mở. Đó là, một khoảng trống 3mm được để lại ở cả hai bên để đảm bảo rằng vỏ bọc lớn nhất có thể đi qua lỗ kim loại tấm đồng thời giảm độ hở của tấm kim loại. Tiếng ồn và độ rung từ khung xe có thể được giảm thiểu.

3.3 Giảm tiếng ồn bằng bông và thảm cách âm
Cố gắng tránh nén độ dày của bông cách nhiệt và giảm các lỗ hở trên thảm. Thảm bông và thảm cách âm thuộc nội thất mềm mại có chức năng cách âm, giảm ồn. Độ dày càng dày, hiệu quả cách âm càng tốt.

3.3.1 Bông cách âm
Độ dày của bông cách âm thường nằm trong khoảng từ 10 Và 20 mm, và nó chủ yếu được bố trí ở ốp ốp khoang hành khách và ốp bánh sau bên trái và bên phải. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc cách âm khoang hành khách. Vì bông cách âm được lắp sát vào tấm kim loại thân xe, và dây điện được cố định trên tấm kim loại của thân máy, như trong hình 4 (Phần màu nâu là bông cách âm). Vì thế, độ dày của bông cách âm tiếp xúc với bộ dây không được quá dày, nếu không thì dây điện không thể cố định được trên tấm kim loại. Ở những nơi có bông cách âm, nên ưu tiên sử dụng thẻ stud để cố định dây nịt. Bằng cách này, bông cách âm chỉ cần mở những lỗ nhỏ để tránh đinh tán. Đồng thời, các đinh tán cũng nên được ưu tiên cho các thông số kỹ thuật dài hơn, chẳng hạn như đinh tán có chiều cao 20 mm. Bằng cách này, độ dày 8 ~ 9mm có thể được để lại cho bông cách âm, từ đó nâng cao tác dụng cách âm của bông cách âm. Nếu không có đinh hàn ở một số khu vực nhất định trên thân xe, bạn có thể sử dụng khóa nâng cao có lỗ tròn dài để đạt được hiệu quả tương tự.

3.3.2 Thảm
Độ dày của thảm thường nằm trong khoảng 10 ~ 60mm, có thể làm giảm đáng kể tiếng ồn và độ rung từ khung xe. Thảm được lắp đặt đối diện với dây điện và tấm cách âm. Tấm thảm được bố trí phía trên bộ dây điện, như trong hình 5 (phần màu lục lam là tấm thảm). Vì thế, Bộ dây điện dưới thảm nên cố gắng tránh sử dụng khóa cao và không nén độ dày của bông xốp trong thảm. Nếu một số dây nịt dây điện nhánh, chẳng hạn như dây nịt dây điện chỗ ngồi, cần đi qua thảm để kết nối với các thiết bị điện, yêu cầu mở thảm. Nói chung là, kích thước lỗ lớn hơn 10mm so với đường kính của nhánh bó dây. Đồng thời, lấy tâm lỗ làm gốc và mở rãnh chéo. Chiều dài rãnh dài hơn 20mm so với chiều dài chéo của lớp vỏ tối đa có thể xuyên qua giúp lớp vỏ dễ đi qua và tránh mở lỗ lớn hơn sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả cách âm của thảm.

04 Phần kết luận
Một chiếc ô tô được lắp ráp từ hơn 20,000 các bộ phận, và NVH ô tô là một vấn đề toàn diện liên quan đến hầu hết mọi bộ phận của ô tô. Tiếng ồn do hệ thống dây điện tạo ra, được mệnh danh là “con tàu của ô tô”, thường là trực tiếp nhất trong khoang hành khách. Vì thế, khi thiết kế hệ thống dây điện, chúng ta nên chú trọng đến tiếng ồn và tiếng ồn bất thường có thể do việc bố trí dây điện gây ra để tránh rung lắc, tiếng ồn bất thường khi xe đang chạy do bố trí dây điện không hợp lý. Điều này lại ảnh hưởng tới cảm giác lái của xe.