Método de diseno del sistema de arnés de cableado del automóvil
Como nervio del automóvil, el sistema de arnés de cableado sirve como la tarea importante de conectar los componentes de control central y los diversos aparatos eléctricos del automóvil. La calidad del diseño del sistema de arnés de cableado está directamente relacionada con la seguridad del vehículo. Con la creciente popularidad del mercado automotriz, el rápido desarrollo de la industria eléctrica y electrónica, el rápido aumento de la electrónica automotriz y los aparatos eléctricos, junto con la mejora de los requisitos de las personas en materia de seguridad, comodidad, economía y emisiones automotrices. Los mazos de cables se utilizan cada vez más en automóviles, y el diseño de los sistemas de mazos de cables para automóviles se ha vuelto más importante y estricto.
I. Flujo de diseño
El diseño del sistema de arnés de cableado es un proyecto riguroso, prestando atención al progreso gradual. La Figura 1 es el proceso de diseño del sistema de arnés de cableado automotriz.
I. Flujo de diseño
El diseño del sistema de arnés de cableado es un proyecto riguroso, prestando atención al progreso gradual. La Figura 1 es el proceso de diseño del sistema de arnés de cableado automotriz.
II. Principios de diseño
2.1 Planificación temprana
En las etapas de diseño conceptual y diseño estructural de todo el vehículo, es necesario integrar la conciencia del diseño general del mazo de cables y hacer una buena planificación previa. La batería de almacenamiento, la caja de fusibles y los componentes de control central se organizan mejor de manera centralizada, lo que no solo ahorra el costo del arnés de cableado principal, reduce la calidad general del vehículo, mejora la estética del diseño del arnés de cableado, sino que también reduce en gran medida el riesgo de quemar el vehículo.
2.2 Modularidad
El sistema de arnés de cableado debe ser en módulos de acuerdo con las funciones y características de la máquina entera, que es conveniente para el desmontaje y montaje, fácil para el mantenimiento y ahorra mantenimiento de vehículos y el tiempo de reparación. La figura 2 es un diagrama de cableado tridimensional del sistema de mazo de cables de un automóvil. Hay 11 módulos que incluyen arnés de cableado del motor, arnés de cableado del cable de arranque, arnés de cableado delantero, arnés de cableado de instrumentos, arnés de cableado de luz superior, arnés de cableado de la puerta delantera izquierda, arnés de cableado de la puerta central izquierda, arnés de cableado de la puerta delantera derecha, arnés de cableado de la puerta central derecha, arnés de cableado de la puerta trasera y arnés de cableado del chasis.
2.3 Entorno de diseño
Evite los bordes afilados, las altas temperaturas, los conductos de aceite, las tuberías de agua y las piezas móviles tanto como sea posible durante el diseño del arnés de cableado para garantizar la confiabilidad del diseño. Si no se puede evitar, se deben tomar las medidas de protección correspondientes. Por ejemplo, en el compartimiento del motor, el mazo de cables del motor debe considerar completamente la vibración del motor y la radiación de calor alrededor del colector de escape. Se debe establecer un punto fijo cada 200 mm y la distancia desde la fuente de calor no debe ser inferior a 100 mm. Se coloca un protector térmico antes del mazo de cables y la fuente de calor, y el mazo de cables se envuelve con un tubo corrugado resistente a altas temperaturas. El arnés de cableado de la puerta debe enfocarse en factores tales como orificios pasantes, sellado, ensamblaje, etc., y se utilizan fundas protectoras de plástico para evitar que el arnés de cableado falle en su funcionamiento debido al desgaste; Trate de colocarlo en el lado seco de la puerta para evitar que las fugas de agua afecten el mazo de cables; Utilice la menor cantidad posible de hebillas para fijar tantos mazos de cables como sea posible, reduciendo la complejidad de apertura y montaje en el cuerpo.
2.4 Interferencia anti-electromagnética
En áreas con fuertes interferencias electromagnéticas o señales sensibles, preste atención a agregar protección antimagnética al arnés de cableado y configure el cable como un par trenzado o un cable blindado, como un bus CAN. Dado que los componentes de control electrónico interno del automóvil interfieren con el bus CAN, lo que lo hace en el entorno electromagnético externo que varía de baja frecuencia a alta frecuencia, se establecen requisitos más altos para la capacidad antiinterferente del bus CAN. Como bus CAN para una transmisión de datos confiable, es particularmente importante garantizar sus buenas características anti-interferencia electromagnética.
2.5 Principios de diseño de puesta a tierra
La mayoría de las fallas de los aparatos eléctricos de los automóviles se deben a una falla a tierra, generalmente debido a una mala conexión a tierra o un cable de tierra roto. Por lo tanto, el diseño de los puntos de conexión a tierra del equipo eléctrico en el circuito del automóvil debe organizarse de manera razonable de acuerdo con la naturaleza y función del equipo eléctrico para garantizar las buenas condiciones de funcionamiento del equipo eléctrico del automóvil.
(1) Los puntos de conexión a tierra de los aparatos eléctricos que tienen un gran impacto en el rendimiento y la seguridad de todo el vehículo y son fácilmente interferidos por otros aparatos eléctricos deben instalarse por separado, como motor, ECU, ABS, etc .;
Los sensores de señales débiles o los aparatos eléctricos que son susceptibles de interferencia deben establecer puntos de conexión a tierra separados para hacer que el circuito eléctrico sea lo más corto posible para asegurar la verdadera transmisión de la señal: como sistemas de radio como audio;
El punto de conexión a tierra para aparatos eléctricos de alta corriente también debe configurarse por separado para garantizar que el bucle esté conectado a tierra cerca, acortar la longitud del bucle, reducir la caída de voltaje y la interferencia electromagnética, lo cual es seguro y económico.
(2) Con el fin de mejorar la confiabilidad de los equipos eléctricos clave que afectan la seguridad personal en los automóviles, se utiliza una doble conexión a tierra, como los sistemas de bolsas de aire, para garantizar un trabajo preciso y oportuno.
(3) Los aparatos eléctricos generales pueden compartir selectivamente las planchas de puesta a tierra según su ubicación y entorno de distribución tridimensional, lo que reduce la complejidad del montaje y los costes de material.
III. Diseño de diagrama de arnés de cableado bidimensional
Los componentes del arnés de cableado se seleccionan mediante los parámetros de datos de los archivos de control de interfaz, como sensores automotrices, actuadores, componentes de control central y el diagrama esquemático del circuito automotriz, y luego se combinan con el diagrama de cableado tridimensional para completar el diagrama de cableado bidimensional. El diagrama de arnés de cableado bidimensional es principalmente para depuración y mantenimiento, y debe incluir en detalle:
El método de fijación, la posición de fijación y el método de enrollado del arnés de cableado; las medidas de protección especial locales; Modelo y fabricante del conector; Número de pieza del arnés, versión del arnés de cableado; El tipo, diámetro, color, posición inicial y final de cada cable de bucle; Requisitos técnicos del mazo de cables, etc. Asegúrese de que el mazo de cables tenga un margen suficiente para evitar poner el mazo de cables bajo tensión o tensión. En vista del hecho de que el mazo de cables es una parte deformable de la parte del automóvil, su longitud real y la posición de la rama deben verificarse mediante la medición real del vehículo.
3.2 Color de la ruta y etiquetado de la ruta
Con el aumento de los aparatos eléctricos para automóviles, el número de cables ha ido en aumento. Para facilitar el mantenimiento, los cables de bajo voltaje a menudo se distinguen por diferentes colores. Hay dos tipos de colores de alambre: un solo color y dos colores, un solo color es el mejor y el doble color es el segundo. El color del cable se indica mediante el código de color, el primero en la etiqueta de dos colores es el color principal y el segundo es el color auxiliar. Se deben usar cables negros para conectar a tierra los cables de varios aparatos eléctricos automotrices. Los cables negros no se utilizan para otros fines, excepto para cables de conexión a tierra. Debido a la gran cantidad de cables de alimentación de varios aparatos eléctricos, generalmente se utilizan cables de dos colores con rojo como color principal. Consulte la Tabla 1 y la Tabla 2 para obtener más detalles. Al realizar dibujos, teniendo en cuenta la cantidad de mazos de cables y la precisión de la producción, puede utilizar directamente Excel y Solid Edge para generar tablas de circuitos eléctricos.
3.3 Selección del área de la sección transversal del conductor
Generalmente, la caída de voltaje permitida del circuito de la fuente de alimentación de 12 V no es más de 1 V, y el cálculo del área de la sección transversal del cable puede basarse en la siguiente fórmula:
S = IρL / U
Donde: S — área de la sección transversal del alambre, mm2;
I: corriente que fluye a través del cable, A;
ρ — resistividad del cable, generalmente 0.0185Ω • mm2 / m;
L — longitud del alambre, m;
U: la caída de voltaje permitida del cable.
Cabe señalar que cuanto mayor es el diámetro del cable, mayor es la corriente que puede pasar, es menos probable que se queme el mazo de cables y mayor es el factor de seguridad del mazo de cables. Sin embargo, cuanto mayor es el diámetro del cable, mayor es el costo del mazo de cables y no favorece el peso ligero del automóvil. El área de la sección transversal del cable después del redondeo también debe considerar factores como la caída de voltaje, la generación de calor después de agrupar el cable, la resistencia mecánica y el costo. Los estándares relevantes y los valores empíricos de los diferentes tipos de cables también son diferentes.Consulte la Tabla 3 para obtener detalles.
3.4 Elección de conector
(1) El sistema de arnés de cableado del vehículo debe intentar utilizar la menor cantidad de conectores para mejorar la confiabilidad. Puede producirse un contacto deficiente entre los conectores debido a la vibración, la fricción, la oxidación del revestimiento y la entrada de agua. También hay funciones eléctricas bloqueadas debido a razones artificiales.
(2) La calidad del conector afecta directamente el rendimiento general del arnés de cableado. Para la selección del conector, lo primero que hay que asegurarse es que tenga buen contacto y buena fiabilidad. En la selección, el conector apropiado debe seleccionarse de acuerdo con las condiciones de restricción, como el número de cables, el tamaño de la corriente de línea y el espacio de diseño. El material del terminal del conector es generalmente latón, y la capa de revestimiento se selecciona de acuerdo con la capa de revestimiento específica del terminal del equipo eléctrico del extremo de acoplamiento No hay requisitos especiales y generalmente se utiliza el revestimiento de estaño. Con la inteligenteización de los automóviles, el número y los tipos de conectores están aumentando, lo que genera muchos inconvenientes en el mantenimiento y el montaje, la unificación de conectores se convertirá en la tendencia de desarrollo futuro.
IV. Verificación de diseño
Los conectores del mazo de cables deben probarse para determinar la fuerza de unión del terminal, la fuerza de extracción del terminal, la corriente oscilante, la resistencia del aislamiento, la resistencia al envejecimiento térmico, la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la niebla salina, el ciclo de temperatura / humedad, etc., de acuerdo con su desempeño mecánico, eléctrico y ambiental. Los cables deben ser inspeccionados y probados para determinar el rendimiento de pelado del aislamiento, la resistencia al desgaste del aislamiento y el prensado en caliente. Antes de la producción en masa, el conjunto de arnés de cableado también debe completar las pruebas relacionadas, que incluyen: Resistencia a vibraciones, resistencia a la niebla salina, resistencia a la caída de voltaje, resistencia a solventes industriales, resistencia a cambios de ciclo de temperatura y humedad, y pruebas de desempeño eléctrico. Debido a las necesidades del cliente, los elementos de prueba relevantes y los estándares de cumplimiento en varios países y regiones, los requisitos de prueba variarán.
Observaciones finales
El desarrollo inteligente y ligero de los automóviles ha planteado desafíos sin precedentes a los arneses de cableado de los automóviles. Desde el diagrama esquemático eléctrico hasta el diagrama de mazo de cables bidimensional, desde el concepto de diseño hasta la finalización del diseño del mazo de cables, debe haber una justificación. La selección y combinación de los componentes relacionados del arnés de cableado debe calcularse y verificarse estrictamente, y el sistema de arnés de cableado debe diseñarse de modo que la falla del arnés de cableado ya no sea el culpable de las fallas del automóvil.
