Analyse der Schleife Entwurfsmethode des Automobil Kabelbaum
Der Kabelbaum wird als Verbindungsträger der elektrischen Funktionen des Kraftfahrzeugs verwendet, um die Schaltungsverbindung zwischen den elektrischen Komponenten zu realisieren. Die Start- und Endpunkte jeder Stromkreisverbindung bilden die Schleife im Kabelbaumprodukt. Es kann gesagt werden, dass der Kabelbaumkreis der Kern des Kabelbaumprodukts ist und die Qualität des Schaltungsdesigns des Kabelbaumprodukts direkt die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugkabelbaums bestimmt. Mit der zunehmenden Elektrifizierung von Fahrzeugen haben die Daten elektrischer Komponenten zugenommen, die Signalwechselwirkung zwischen Elektrogeräten ist immer enger geworden, und die Anzahl der Kabelbaumkreise für Kraftfahrzeuge hat ebenfalls stark zugenommen. Die Daten der Kabelbaumschleife allgemeiner Modelle haben fast 1.000 erreicht.
Das Optimieren und Koordinieren einer so großen Anzahl von Schaltkreisen ist ein schwieriges Problem bei der Konstruktion von Fahrzeugkabelbäumen.
Die vorhandenen technischen Materialien für die Fahrzeugkabelbaumkonstruktion bieten hauptsächlich Konstruktionsrichtlinien für die Kabelbaumkonstruktion bei der Auswahl der Kabelbaummaterialien sowie der Herstellungs- und Verarbeitungsverbindungen. Es fehlt jedoch eine systematische Analyse des Planungs- und Entwurfskonzepts der Kabelbaumschleife. In diesem Artikel werden die relevanten Schlüsselpunkte des Kabelbaumschleifendesigns unter zwei Gesichtspunkten hinsichtlich Kosten und Leistung erläutert und ein spezifischer Steuerpfad bereitgestellt, der einen bestimmten Führungseffekt auf das Kabelbaumschleifendesign hat.
2 Schaltungsentwurf Methode basierend auf Kabelbaum
Die Kabelbaumschleife macht etwa 90% der Materialkosten des Kabelbaums aus, einschließlich Drähten und Steckverbindern. Zur Steuerung der Kosten KabelbaumentwurfsdatenA verdrahten, müssen wir mit der Optimierung des Kabelbaumes Loop-Designs beginnen. In Bezug auf die Verwendung von Drähten ist die Verwendung der minimalen Drahtlänge zur Realisierung der Schleifenverbindungsfunktion das erste Problem, das bei der Schleifenkonstruktion berücksichtigt wird. Dazu sind zwei Design-Elemente: Die Lage der elektrischen Komponenten und die Auswahl Gurtzeug Routing der elektrischen Anschlüsse. Diese beiden Elemente sind unabhängig voneinander und miteinander in Beziehung und haben einen erheblichen Einfluss auf die Verwendung von Drahtlänge.
Zunächst ist es erforderlich, die Verbindungsmethode der Schaltung auf der Grundlage des Prinzips der Komponenten zu bestimmen und dann die Anfangsposition des Layouts der Komponenten in der gesamten Fahrzeugumgebung zu bestimmen, und die Auswahl des Kabelbaum-Layoutpfads basiert auf dem Layout der Komponenten. Verwenden Sie die kürzeste Kabelbaumlänge, um so viele Teile wie möglich abzudecken. Dies ist auch der Prototyp der elektrischen Topologie des Fahrzeugs.
Nachdem die vollständige Fahrzeugtopologie erstellt wurde, muss sie entworfen und überprüft werden. Durch Berechnung der spezifischen Kabelmenge, um festzustellen, ob das Layout der Komponenten und der Kabelbaum-Layoutpfad angemessen sind (derzeit gibt es eine große Anzahl von Software auf dem Markt, die diese Funktion erfüllen kann). Das spezifische Verfahren wird durch Einstellen der Teile eines nach dem anderen vergleichen: Vergleichen Sie, wie in Abbildung 2 und Abbildung 3 gezeigt, das Design der verschiedenen Layoutpositionen des BCM, um die Länge und Menge des gesamten Fahrzeugkabels zu überprüfen, und bestimmen Sie dann, welche Position des BCM besser ist.
In diesem Prozess kommt es häufig zu gegenseitigen Einflüssen: Die Anordnung und Einstellung von Komponente A beeinflusst die Auswahl der Position von Komponente B. Daher hat die erste Runde der bevorzugten Lösungen nach Bestimmung des Einflusses jeder Komponente und jedes Kabelbaumpfads auf die Verwendungslänge des Kabels einen größeren Einfluss auf die Länge des Kabels. Auf dieser Basis wird die Topologie neu erstellt und die anderen sekundären Lösungen werden verglichen und erneut analysiert, um die Topologie-Entwurfsplattform mit der geringsten Drahtlänge zu realisieren.
Die perfekte Topologie kann sicherstellen, dass die Anzahl der Drähte minimiert wird und gleichzeitig die Verwendung von Drähten. Im traditionellen Designkonzept gibt es klare Anforderungen an die Auswahl der Drähte. Um Verwechslungen beim Einsetzen der Klemmen zu vermeiden, werden häufig mehr Drahtfarben zur Unterscheidung verwendet. Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Fertigungsniveaus und der Inspektionsmethoden kann jedoch tatsächlich die Drahtfarbe des Drahtes angemessen entworfen und eingestellt werden, und die Schaltungsfunktion kann mit dem geringsten Drahttyp realisiert werden, was auch ein Verfahren ist, um die Kosten des Schaltungsentwurfs aus einer Entwurfsperspektive zu reduzieren.
In Bezug auf Steckverbinder ist es ein zentrales Anliegen beim Schaltungsdesign, wie die Verwendung von Steckverbindern minimiert und die Anzahl der Schaltkreise verringert werden kann. Hier müssen Konstrukteure von Kabelbaumkonstruktionen in Konstrukteure von Systemdesigns umgewandelt werden, und die Konstruktionsarbeit zur Reduzierung des Einsatzes von Steckverbindern und Schaltkreisen muss auf die Konstruktion und Planung elektrischer Komponenten verlagert werden. Es sind zwei Hauptaspekte zu berücksichtigen:
Zum einen können die Funktionsschaltungen elektrischer Bauteile nach der Fahrzeugkonfiguration unterschieden werden. Beispielsweise kann die Airbagsteuerung den grundlegenden Funktionskreis in demselben Anschluss entwerfen. Die Funktion mit hoher Konfiguration oder erweiterter Funktion ist in einem anderen Steckverbinder angeordnet, sodass beim Modell mit niedriger Konfiguration nur ein Steckverbinder verwendet werden kann, und die elektrische Schaltungsfunktion kann ebenfalls realisiert werden.
Zum anderen kann es auch nach dem Verbindungsbereich der Schleife geplant werden. Beispielsweise handelt es sich auch um eine Airbagsteuerung. Einige Entwickler werden in Betracht ziehen, die Funktion des Gehäuses in demselben Anschluss und die Funktion zum Anschließen der Instrumententafel in einem anderen Anschluss zu entwerfen. Ein solcher Plan kann die gegenseitige Übertragung von Schaltkreisen in verschiedenen Regionen verringern. Dieses flächenbasierte Funktionsschleifendesign ist besonders effektiv für elektrische Komponenten mit mehr Verbindungsstiften (z. B. BCM-Steuerungen).
3. Leistungsbasierte Schaltungsentwurf Methode
Die Kabelbaumschleife ist der Kern der Stromkreisverbindung. Die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Schaltungsverbindung sind Anforderungen, die erfüllt sein müssen. Die Drähte und Steckverbinder in der Schleifenkonstruktion müssen den Anforderungen der Last und der Umgebung entsprechen. Diese Inhalte wurden in anderen Entwurfsmaterialien ausführlich beschrieben. In diesem Artikel wird nur erläutert, wie der Entwurf der Schleifenleistung anhand der Pfadauswahl der Schleife sichergestellt werden kann.
Erstens muss das Design der Schleife nicht nachweisbare Fehlermodi vermeiden. Der Stromkreis, in dem die Rückseite der Sicherung parallel zum Relaisspulenende und zum Kontaktende geschaltet ist, ist bei der Auslegung des gesamten Fahrzeugkreises sehr häufig. Wenn das Ende der Relaisspule und die Klemme am Kontaktende unterschiedlich sind, ist eine solche Konstruktion offensichtlich sinnvoll, aber wenn das Ende der Relaisspule und die Klemme am Kontaktende gleich sind. Bei dieser Konstruktion kann die aktuelle elektrische Inspektionsausrüstung einen solchen Fehlermodus nicht identifizieren, wenn die Klemme in der falschen Position in das Relaisloch eingeführt wird.
Daher kann dieses Schaltungsentwurfsverfahren in einigen Fällen nicht verwendet werden. Natürlich sind die Konstruktionsumgebung und die Fertigungsumgebung, mit denen verschiedene Konstrukteure konfrontiert sind, unterschiedlich, und auch die spezifischen Fehlermodi sind unterschiedlich, aber die Umgehung von Fehlermodi beim Schaltungsdesign ist die erste Überlegung.
Andererseits hat sich das derzeitige Niveau der Automobilelektronik erheblich verbessert. Als elektronischer Träger ist auch die elektromagnetische Umgebung von Kraftfahrzeugen komplizierter, und die Reduzierung elektromagnetischer Störungen bei der Konstruktion von Kabelbaumschleifen ist ein unvermeidliches Thema. Kabelkopplungsstörungen, Stromversorgungsstörungen, Erdungsstörungen, Strahlungsstörungen usw. beeinträchtigen den normalen Betrieb elektrischer Geräte. Die Schleifen im Kabelbaum sind jedoch gebündelt, und die zwischen den Kabelbaumschleifen und zwischen dem Kabelbaum und dem Metallleiter erzeugte Kabelkopplungsstörung ist am Kabelbaum besonders ausgeprägt.
Um die Drahtkopplungsstörung im Schleifendesign zu reduzieren, müssen wir zuerst die Interferenzschleife und die empfindliche Schleife unterscheiden. Einfach ausgedrückt, induktive Lastkreise: wie Zündspulen, Hupen, Motoren usw. gehören zu Interferenzkreisen. Die Schaltkreise von Bildern, Radarsonden, LED-Lichtern mit geringem Stromverbrauch und verschiedenen Sensoren sind empfindliche Schaltkreise. Während des Entwurfsprozesses müssen die Interferenzschleife und die empfindliche Schleife getrennt angeordnet werden. Experimente zeigen, dass eine Vergrößerung des Drahtabstands Hochfrequenzstörungen reduzieren kann. In dem Fall, in dem die Unterscheidung nicht möglich ist, müssen Funktionstests durch Drahtinjektionsstörungen durchgeführt werden, um das richtige Schaltungsdesign zu bestimmen.
Um den Einfluss von Kabelbaumstrahlung und -kopplung zu verringern, sollten gleichzeitig die Schaltkreisschleifenfläche und die Kabelbaumlänge so weit wie möglich reduziert werden. Bei der Konstruktion des gesamten Automobils ist es erforderlich, den Schleifenbereich des Kabelbaums, insbesondere der Stromleitung und des Erdungskabels, zu minimieren, und der Kabelbaum in der Schleife muss parallel verlaufen. Versuchen Sie gleichzeitig, es so nahe wie möglich am Metallkörper zu befestigen, um die Schleifenfläche zu verringern. Der Abstand der Kabel sollte 50 cm nicht überschreiten.
Neben der Berücksichtigung des Layouts von Interferenzschleifen und empfindlichen Schleifen müssen bei der Schleifenkonstruktion auch die am Kabelbaum verwendeten Anti-Interferenz-Komponenten Twisted Pair und geschirmte Drähte berücksichtigt werden, um die Abschirmungserwartungen zu erfüllen: Der Durchmesser und die Länge der beiden Drähte des verdrillten verdrillten Paares sollten gleich sein, und die Verlegelänge beträgt vorzugsweise 10 bis 20 mm. Die spezifische Verlegelänge wird dem Test unterzogen; Die Erdungsklemme der Abschirmschicht sollte die Abschirmschicht am Anfang und am Ende um 360 ° mit der Abschirmschale verbinden, und die Abschirmschicht und die Abschirmhülle schirmen die Signalleitung vollständig ab. Wie für die Hülle des geschirmten Kabelanschlusskomponente nicht eine Metallstruktur ist, kann ein Metall leitfähigen Clip verwenden, um das abschirmende Laminat auf der Metallplatte zu installieren, die zuverlässig mit der Karosserie verbunden ist, und die Abschirmungswirkung sollte 60dB erreichen.
4. abschließend
In diesem Artikel wird die Schaltungsentwurfsmethode des Automobilkabelbaums unter Kosten- und Leistungsaspekten analysiert und die Anwendung spezifischer Methoden in Kombination mit der Arbeitspraxis erläutert. Die Verfeinerung der wichtigsten Punkte des Entwurfs der Kabelbaumschleife hat für den Konstrukteur des Kabelbaumentwurfs im Leitungsentwurfsprozess eine entscheidende Bedeutung.
Um die Drahtkopplungsstörung im Schleifendesign zu reduzieren, müssen wir zuerst die Interferenzschleife und die empfindliche Schleife unterscheiden. Einfach ausgedrückt, induktive Lastkreise: wie Zündspulen, Hupen, Motoren usw. gehören zu Interferenzkreisen. Die Schaltkreise von Bildern, Radarsonden, LED-Lichtern mit geringem Stromverbrauch und verschiedenen Sensoren sind empfindliche Schaltkreise. Während des Entwurfsprozesses müssen die Interferenzschleife und die empfindliche Schleife getrennt angeordnet werden. Experimente zeigen, dass eine Vergrößerung des Drahtabstands Hochfrequenzstörungen reduzieren kann. In dem Fall, in dem die Unterscheidung nicht möglich ist, müssen Funktionstests durch Drahtinjektionsstörungen durchgeführt werden, um das richtige Schaltungsdesign zu bestimmen.
Um den Einfluss von Kabelbaumstrahlung und -kopplung zu verringern, sollten gleichzeitig die Schaltkreisschleifenfläche und die Kabelbaumlänge so weit wie möglich reduziert werden. Bei der Konstruktion des gesamten Automobils ist es erforderlich, den Schleifenbereich des Kabelbaums, insbesondere der Stromleitung und des Erdungskabels, zu minimieren, und der Kabelbaum in der Schleife muss parallel verlaufen. Versuchen Sie gleichzeitig, es so nahe wie möglich am Metallkörper zu befestigen, um die Schleifenfläche zu verringern. Der Abstand der Kabel sollte 50 cm nicht überschreiten.
Neben der Berücksichtigung des Layouts von Interferenzschleifen und empfindlichen Schleifen müssen bei der Schleifenkonstruktion auch die am Kabelbaum verwendeten Anti-Interferenz-Komponenten Twisted Pair und geschirmte Drähte berücksichtigt werden, um die Abschirmungserwartungen zu erfüllen: Der Durchmesser und die Länge der beiden Drähte des verdrillten verdrillten Paares sollten gleich sein, und die Verlegelänge beträgt vorzugsweise 10 bis 20 mm. Die spezifische Verlegelänge wird dem Test unterzogen; Die Erdungsklemme der Abschirmschicht sollte die Abschirmschicht am Anfang und am Ende um 360 ° mit der Abschirmschale verbinden, und die Abschirmschicht und die Abschirmhülle schirmen die Signalleitung vollständig ab. Wie für die Hülle des geschirmten Kabelanschlusskomponente nicht eine Metallstruktur ist, kann ein Metall leitfähigen Clip verwenden, um das abschirmende Laminat auf der Metallplatte zu installieren, die zuverlässig mit der Karosserie verbunden ist, und die Abschirmungswirkung sollte 60dB erreichen.
4. abschließend
In diesem Artikel wird die Schaltungsentwurfsmethode des Automobilkabelbaums unter Kosten- und Leistungsaspekten analysiert und die Anwendung spezifischer Methoden in Kombination mit der Arbeitspraxis erläutert. Die Verfeinerung der wichtigsten Punkte des Entwurfs der Kabelbaumschleife hat für den Konstrukteur des Kabelbaumentwurfs im Leitungsentwurfsprozess eine entscheidende Bedeutung.
