Verfahren Design von Automobil-Kabelbaum System
Als Nerv des Autos dient das Kabelbaum System als wichtige Aufgabe, die zentralen Steuerungskomponenten und die verschiedenen Elektrogeräte des Autos miteinander zu verbinden. Die Konstruktionsqualität des Kabelbaum systems steht in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit des Fahrzeugs. Mit der zunehmenden Popularität des Automobilmarktes, der raschen Entwicklung der Elektronik- und Elektroindustrie, der raschen Zunahme von Automobilelektronik und -geräten, verbunden mit der Verbesserung der Anforderungen der Menschen an Sicherheit, Komfort, Wirtschaftlichkeit und Emissionen von Autos. Kabelbäume werden in Kraftfahrzeugen immer häufiger verwendet, und das Design von Kabelbaum systemen für Kraftfahrzeuge ist wichtiger und strenger geworden.
I. Design-Flow
Das Design des Kabelbaum systems ist ein strenges Projekt, bei dem schrittweise Fortschritte berücksichtigt werden. Abbildung 1 ist der Entwurfsprozess des Automobil Kabelbaum Systemes.
II. Grundsätze des Layouts
2.1 Frühzeitige Planung
In der Konzeptions- und Konstruktionsphase des gesamten Fahrzeugs ist es erforderlich, das allgemeine Layoutbewusstsein des Kabelbaums zu integrieren und eine gute Vorplanung vorzunehmen. Die Speicherbatterie, Sicherungskasten, und eine Zentralsteuerkomponenten werden am besten in einer zentralisierten Art und Weise angeordnet, die nicht speichert nur die Kosten für den Hauptkabelbaum, reduziert die Gesamtqualität des Fahrzeugs verbessert die Ästhetik des Kabelbaum-Layouts, sondern reduziert auch erheblich das Risiko, das Fahrzeug zu verbrennen.
2.2 Modularität
Das Kabelbaumsystem sollte gemäß den Funktionen und Merkmalen der gesamten Maschine modularisiert werden. Dies ist praktisch für die Demontage und Montage, einfach zu warten und spart Wartungs- und Reparaturzeit für das Fahrzeug. Fig. 2 ist ein dreidimensionales Schaltbild des Kabelbaumsystems eines Personenkraftwagens. Es gibt 11-Module einschließlich der Motorkabelbaum, beginnend Kabelkabelbaum, vorderen Kabelbaum, Instrumentenkabelbaum, Oberlicht-Kabelbaum, vorderen Türkabel links harness, links Mitte Türkabelbaum, rechten vorderen Türkabelbaum, rechts von der Mitte Türkabelbaum, Hecktürkabelbaum und Chassis-Kabelbaum.
Achten Sie in Bereichen mit starken elektromagnetischen Störungen oder empfindlichen Signalen darauf, den Kabelbaum mit einem antimagnetischen Schutz zu versehen, und stellen Sie das Kabel als Twisted Pair oder abgeschirmtes Kabel ein, z. B. als CAN-Bus. Da die internen elektronischen Komponenten des Fahrzeugs mit dem CAN-Bus stört, ist es in der externen elektromagnetischen Umgebung zu machen, dass Änderungen von niedriger Frequenz zu hohen Frequenz, höhere Anforderungen nach vorn für die Entstörungsfähigkeit des CAN-Busses gesetzt werden. Als CAN-Bus für eine zuverlässige Datenübertragung ist es besonders wichtig, seine guten elektromagnetischen Interferenzeigenschaften sicherzustellen.
2.5 Konstruktionsprinzipien der Erdung
Die meisten Ausfälle von Elektrogeräten für Kraftfahrzeuge werden durch Erdschluss verursacht, normalerweise aufgrund einer schlechten Erdungsverbindung oder eines gebrochenen Erdungskabels. Deshalb sollte die Gestaltung der Erdungspunkte der elektrischen Ausrüstung in der Auto-Schaltung vernünftigerweise nach der Art und die Funktion der elektrischen Ausrüstung angeordnet werden, um den guten Zustand der elektrischen Ausrüstung auf dem Auto zu gewährleisten.
1) Die Erdungspunkte von Elektrogeräten, die einen großen Einfluss auf die Leistung und Sicherheit des gesamten Fahrzeugs haben und leicht von anderen Elektrogeräten gestört werden können, müssen separat eingerichtet werden, z. B. Motor, ECU, ABS usw.;
Schwache Signalsensoren oder störungsanfällige Elektrogeräte sollten separate Erdungspunkte einrichten, um den Stromkreis so kurz wie möglich zu halten und die tatsächliche Übertragung des Signals zu gewährleisten: z. B. Funksysteme wie Audio;
Der Erdungspunkt für elektrische Hochstromgeräte sollte auch separat eingerichtet werden, um sicherzustellen, dass die Schleife in der Nähe geerdet ist, die Länge der Schleife verkürzt, Spannungsabfälle und elektromagnetische Störungen verringert werden, was sicher und wirtschaftlich ist.
(2) Um die Zuverlässigkeit wichtiger elektrischer Geräte zu verbessern, die die persönliche Sicherheit in Kraftfahrzeugen beeinträchtigen, wird eine doppelte Erdung wie Airbagsysteme verwendet, um eine genaue und rechtzeitige Arbeit zu gewährleisten.
(3) Allgemeine Elektrogeräte können Erdungseisen entsprechend ihrer dreidimensionalen Anordnung und Umgebung selektiv gemeinsam nutzen, wodurch die Komplexität der Montage und die Materialkosten verringert werden.
III. Zweidimensionale Kabelbaum Diagrammentwurf
3.1 Überblick über die 2D-Zeichnung Design
Die Kabelbaum-Komponenten werden durch die Datei Parameter der Schnittstellensteuerung Dateien, wie beispielsweise Automobil-Sensoren, Aktoren, zentrale Steuerkomponenten und der Automobil Schematisches Schaltungsdiagramm, ausgewählt und dann mit dem dreidimensionalen Verdrahtungsplan kombiniert, um den zweidimensionalen Kabelbaum Diagramm zu vervollständigen. Das zweidimensionale Kabelbaumdiagramm dient hauptsächlich zum Debuggen und zur Wartung und sollte im Detail Folgendes enthalten:
Befestigungsmethode, Befestigungsposition und Wickelmethode des Kabelbaums, lokale Sonderschutzmaßnahmen; Steckverbinder Modell und Hersteller; Kabelbaum-Teilenummer, Kabelbaumversion; Art, Durchmesser, Farbe, Start- und Endposition jedes Schleifendrahtes; Technische Anforderungen an den Kabelbaum usw. Stellen Sie sicher, dass der Kabelbaum einen ausreichenden Spielraum hat, um zu vermeiden, dass der Kabelbaum unter Spannung gesetzt wird. Angesichts der Tatsache, dass der Kabelbaum ein verformbarer Teil des Kraftfahrzeugteils ist, müssen seine tatsächliche Länge und Abzweigposition durch tatsächliche Fahrzeugmessung überprüft werden.
3.2 Routenfarbe und Routenbeschriftung
Wobei: S - Querschnittsfläche des Drahtes, mm2;
I - Strom fließt durch den Draht, A;
ρ - Drahtwiderstand, im Allgemeinen 0,0185 Ω · mm² / m;
L - Drahtlänge m;
U - Der zulässige Spannungsabfall des Kabels.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass je größer der Drahtdurchmesser ist, desto größer der Strom, der fließen kann, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass der Kabelbaum verbrannt wird, und desto höher ist der Sicherheitsfaktor des Kabelbaums. Je größer der Drahtdurchmesser ist, desto höher sind jedoch die Kosten für den Kabelbaum, und dies trägt nicht zum geringen Gewicht des Fahrzeugs bei. Die Querschnittsfläche des Drahtes nach dem Runden sollte auch Faktoren wie Spannungsabfall, Wärmeerzeugung nach dem Bündeln des Drahtes, mechanische Festigkeit und Kosten berücksichtigen. Im Allgemeinen sollte die Fläche des Drahtes nicht weniger als 0,5 mm2 betragen. Die relevanten Standards und empirischen Werte der verschiedenen Drahttypen sind ebenfalls unterschiedlich. Einzelheiten finden Sie in Tabelle 3.
3.4 Wahl des Steckers
(1) Das Fahrzeugkabelbaumsystem sollte versuchen, die geringste Anzahl von Steckverbindern zu verwenden, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. Aufgrund von Vibrationen, Reibung, Oxidation der Beschichtung und Eindringen von Wasser kann es zu einem schlechten Kontakt zwischen den Steckverbindern kommen. Es gibt auch elektrische Funktionen, die aus künstlichen Gründen blockiert sind.
Kabelbaum-Steckverbinder benötigen für Klemmenbindungskraft, terminal Ausziehkraft, oszillierenden Strom, Isolationsfestigkeit, Wärmealterungsbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Salzsprühbeständigkeit, Temperatur / Feuchtigkeitszyklus usw. entsprechend ihren mechanischen, elektrischen und Umweltleistung getestet werden. Drähte müssen auf Ablösungsleistung der Isolierung, Verschleißfestigkeit der Isolierung und Heißpressen geprüft und getestet werden. Vor der Massenproduktion muss die Kabelbaumbaugruppe auch entsprechende Tests durchführen, einschließlich: Vibrationsbeständigkeit, Salzsprühbeständigkeit, Spannungsabfallbeständigkeit, Beständigkeit gegen industrielle Lösungsmittel, Beständigkeit gegen Änderungen des Temperatur- und Feuchtigkeitszyklus und Prüfung der elektrischen Leistung. Aufgrund der Kundenbedürfnisse, relevanten Testobjekte und Compliance-Standards in verschiedenen Ländern und Regionen variieren die Testanforderungen.
Abschließende Bemerkungen
Die intelligente und leichte Entwicklung von Automobilen hat die Kabelbäume von Automobilen vor beispiellose Herausforderungen gestellt. Vom Schaltplan bis zum zweidimensionalen Kabelbaumdiagramm, vom Entwurfskonzept bis zur Fertigstellung des Kabelbaumentwurfs muss eine Begründung vorliegen. Die Auswahl und Anpassung der zugehörigen Komponenten des Kabelbaums muss streng berechnet und überprüft werden, und das Kabelbaumsystem muss so ausgelegt sein, dass der Ausfall des Kabelbaums nicht länger die Ursache für Fahrzeugausfälle ist.
I. Design-Flow
Das Design des Kabelbaum systems ist ein strenges Projekt, bei dem schrittweise Fortschritte berücksichtigt werden. Abbildung 1 ist der Entwurfsprozess des Automobil Kabelbaum Systemes.
II. Grundsätze des Layouts
2.1 Frühzeitige Planung
In der Konzeptions- und Konstruktionsphase des gesamten Fahrzeugs ist es erforderlich, das allgemeine Layoutbewusstsein des Kabelbaums zu integrieren und eine gute Vorplanung vorzunehmen. Die Speicherbatterie, Sicherungskasten, und eine Zentralsteuerkomponenten werden am besten in einer zentralisierten Art und Weise angeordnet, die nicht speichert nur die Kosten für den Hauptkabelbaum, reduziert die Gesamtqualität des Fahrzeugs verbessert die Ästhetik des Kabelbaum-Layouts, sondern reduziert auch erheblich das Risiko, das Fahrzeug zu verbrennen.
2.2 Modularität
Das Kabelbaumsystem sollte gemäß den Funktionen und Merkmalen der gesamten Maschine modularisiert werden. Dies ist praktisch für die Demontage und Montage, einfach zu warten und spart Wartungs- und Reparaturzeit für das Fahrzeug. Fig. 2 ist ein dreidimensionales Schaltbild des Kabelbaumsystems eines Personenkraftwagens. Es gibt 11-Module einschließlich der Motorkabelbaum, beginnend Kabelkabelbaum, vorderen Kabelbaum, Instrumentenkabelbaum, Oberlicht-Kabelbaum, vorderen Türkabel links harness, links Mitte Türkabelbaum, rechten vorderen Türkabelbaum, rechts von der Mitte Türkabelbaum, Hecktürkabelbaum und Chassis-Kabelbaum.
2.3 Layout-Umgebung
Vermeiden Sie scharfe Kanten, hohe Temperaturen, Ölkanäle, Wasserleitungen und bewegliche Teile so weit wie möglich während der Kabelbaumauslegung, um die Zuverlässigkeit der Anordnung sicherzustellen. Wenn dies nicht vermieden werden kann, müssen entsprechende Schutzmaßnahmen getroffen werden. Im Motorraum sollte der Motorkabelbaum beispielsweise Motorvibrationen und Wärmestrahlung um den Auspuffkrümmer vollständig berücksichtigen. Alle 200 mm muss ein fester Punkt eingestellt werden, und der Abstand von der Wärmequelle sollte 100 mm nicht unterschreiten. Vor dem Kabelbaum und der Wärmequelle ist ein Hitzeschild angebracht, und der Kabelbaum ist mit einem hochtemperaturbeständigen Wellrohr umwickelt. Der Türkabelbaum sollte sich auf Faktoren wie Durchgangslöcher, Abdichtung, Montage usw. konzentrieren, und es werden Kunststoffschutzhülsen verwendet, um zu verhindern, dass der Kabelbaum aufgrund von Verschleiß versagt. Versuchen Sie, auf der trockenen Seite der Tür anzuordnen, um zu verhindern, dass Wasser aus dem Kabelbaum austritt. Verwenden Sie so wenig Schnallen wie möglich, um so viele Kabelbäume wie möglich zu befestigen, wodurch Öffnungen an der Karosserie und die Komplexität der Montage verringert werden.
2.4 Anti-elektromagnetische Störungen
Vermeiden Sie scharfe Kanten, hohe Temperaturen, Ölkanäle, Wasserleitungen und bewegliche Teile so weit wie möglich während der Kabelbaumauslegung, um die Zuverlässigkeit der Anordnung sicherzustellen. Wenn dies nicht vermieden werden kann, müssen entsprechende Schutzmaßnahmen getroffen werden. Im Motorraum sollte der Motorkabelbaum beispielsweise Motorvibrationen und Wärmestrahlung um den Auspuffkrümmer vollständig berücksichtigen. Alle 200 mm muss ein fester Punkt eingestellt werden, und der Abstand von der Wärmequelle sollte 100 mm nicht unterschreiten. Vor dem Kabelbaum und der Wärmequelle ist ein Hitzeschild angebracht, und der Kabelbaum ist mit einem hochtemperaturbeständigen Wellrohr umwickelt. Der Türkabelbaum sollte sich auf Faktoren wie Durchgangslöcher, Abdichtung, Montage usw. konzentrieren, und es werden Kunststoffschutzhülsen verwendet, um zu verhindern, dass der Kabelbaum aufgrund von Verschleiß versagt. Versuchen Sie, auf der trockenen Seite der Tür anzuordnen, um zu verhindern, dass Wasser aus dem Kabelbaum austritt. Verwenden Sie so wenig Schnallen wie möglich, um so viele Kabelbäume wie möglich zu befestigen, wodurch Öffnungen an der Karosserie und die Komplexität der Montage verringert werden.
2.4 Anti-elektromagnetische Störungen
2.5 Konstruktionsprinzipien der Erdung
Die meisten Ausfälle von Elektrogeräten für Kraftfahrzeuge werden durch Erdschluss verursacht, normalerweise aufgrund einer schlechten Erdungsverbindung oder eines gebrochenen Erdungskabels. Deshalb sollte die Gestaltung der Erdungspunkte der elektrischen Ausrüstung in der Auto-Schaltung vernünftigerweise nach der Art und die Funktion der elektrischen Ausrüstung angeordnet werden, um den guten Zustand der elektrischen Ausrüstung auf dem Auto zu gewährleisten.
1) Die Erdungspunkte von Elektrogeräten, die einen großen Einfluss auf die Leistung und Sicherheit des gesamten Fahrzeugs haben und leicht von anderen Elektrogeräten gestört werden können, müssen separat eingerichtet werden, z. B. Motor, ECU, ABS usw.;
Schwache Signalsensoren oder störungsanfällige Elektrogeräte sollten separate Erdungspunkte einrichten, um den Stromkreis so kurz wie möglich zu halten und die tatsächliche Übertragung des Signals zu gewährleisten: z. B. Funksysteme wie Audio;
Der Erdungspunkt für elektrische Hochstromgeräte sollte auch separat eingerichtet werden, um sicherzustellen, dass die Schleife in der Nähe geerdet ist, die Länge der Schleife verkürzt, Spannungsabfälle und elektromagnetische Störungen verringert werden, was sicher und wirtschaftlich ist.
(2) Um die Zuverlässigkeit wichtiger elektrischer Geräte zu verbessern, die die persönliche Sicherheit in Kraftfahrzeugen beeinträchtigen, wird eine doppelte Erdung wie Airbagsysteme verwendet, um eine genaue und rechtzeitige Arbeit zu gewährleisten.
(3) Allgemeine Elektrogeräte können Erdungseisen entsprechend ihrer dreidimensionalen Anordnung und Umgebung selektiv gemeinsam nutzen, wodurch die Komplexität der Montage und die Materialkosten verringert werden.
III. Zweidimensionale Kabelbaum Diagrammentwurf
3.1 Überblick über die 2D-Zeichnung Design
Die Kabelbaum-Komponenten werden durch die Datei Parameter der Schnittstellensteuerung Dateien, wie beispielsweise Automobil-Sensoren, Aktoren, zentrale Steuerkomponenten und der Automobil Schematisches Schaltungsdiagramm, ausgewählt und dann mit dem dreidimensionalen Verdrahtungsplan kombiniert, um den zweidimensionalen Kabelbaum Diagramm zu vervollständigen. Das zweidimensionale Kabelbaumdiagramm dient hauptsächlich zum Debuggen und zur Wartung und sollte im Detail Folgendes enthalten:
Befestigungsmethode, Befestigungsposition und Wickelmethode des Kabelbaums, lokale Sonderschutzmaßnahmen; Steckverbinder Modell und Hersteller; Kabelbaum-Teilenummer, Kabelbaumversion; Art, Durchmesser, Farbe, Start- und Endposition jedes Schleifendrahtes; Technische Anforderungen an den Kabelbaum usw. Stellen Sie sicher, dass der Kabelbaum einen ausreichenden Spielraum hat, um zu vermeiden, dass der Kabelbaum unter Spannung gesetzt wird. Angesichts der Tatsache, dass der Kabelbaum ein verformbarer Teil des Kraftfahrzeugteils ist, müssen seine tatsächliche Länge und Abzweigposition durch tatsächliche Fahrzeugmessung überprüft werden.
3.2 Routenfarbe und Routenbeschriftung
Mit der Zunahme von Elektrogeräten für Kraftfahrzeuge hat die Anzahl der Drähte zugenommen. Um die Wartung zu erleichtern, werden Niederspannungsdrähte häufig durch unterschiedliche Farben unterschieden. Es gibt zwei Arten von Drahtfarben: Einzelfarbe und Doppelfarbe, Einzelfarbe ist die beste und Doppelfarbe ist die zweite. Die Farbe des Drahtes wird durch den Farbcode angegeben, die erste auf dem Zweifarbenetikett ist die Hauptfarbe und die zweite ist die Hilfsfarbe. Schwarze Drähte werden zur Erdung von Drähten verschiedener elektrischer Kfz-Geräte verwendet. Die schwarzen Drähte werden nur für Erdungsdrähte verwendet. Aufgrund der großen Anzahl von Netzkabeln für verschiedene Elektrogeräte werden im Allgemeinen zweifarbige Kabel mit Rot als Hauptfarbe verwendet. Einzelheiten finden Sie in Tabelle 1 und Tabelle 2. Wenn Sie tatsächlich Zeichnungen erstellen und dabei die Anzahl der Kabelbäume und die Genauigkeit der Produktion berücksichtigen, können Sie mit Excel und Solid Edge direkt Stromkreistabellen erstellen.
3.3 Auswahl der Leiterquerschnittsfläche
Im Allgemeinen beträgt der zulässige Spannungsabfall des 12-V-Stromversorgungskreises nicht mehr als 1 V, und die Berechnung der Drahtquerschnittsfläche kann auf der folgenden Formel basieren:
S = IρL / U.
3.3 Auswahl der Leiterquerschnittsfläche
Im Allgemeinen beträgt der zulässige Spannungsabfall des 12-V-Stromversorgungskreises nicht mehr als 1 V, und die Berechnung der Drahtquerschnittsfläche kann auf der folgenden Formel basieren:
S = IρL / U.
I - Strom fließt durch den Draht, A;
ρ - Drahtwiderstand, im Allgemeinen 0,0185 Ω · mm² / m;
L - Drahtlänge m;
U - Der zulässige Spannungsabfall des Kabels.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass je größer der Drahtdurchmesser ist, desto größer der Strom, der fließen kann, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass der Kabelbaum verbrannt wird, und desto höher ist der Sicherheitsfaktor des Kabelbaums. Je größer der Drahtdurchmesser ist, desto höher sind jedoch die Kosten für den Kabelbaum, und dies trägt nicht zum geringen Gewicht des Fahrzeugs bei. Die Querschnittsfläche des Drahtes nach dem Runden sollte auch Faktoren wie Spannungsabfall, Wärmeerzeugung nach dem Bündeln des Drahtes, mechanische Festigkeit und Kosten berücksichtigen. Im Allgemeinen sollte die Fläche des Drahtes nicht weniger als 0,5 mm2 betragen. Die relevanten Standards und empirischen Werte der verschiedenen Drahttypen sind ebenfalls unterschiedlich. Einzelheiten finden Sie in Tabelle 3.
3.4 Wahl des Steckers
(1) Das Fahrzeugkabelbaumsystem sollte versuchen, die geringste Anzahl von Steckverbindern zu verwenden, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. Aufgrund von Vibrationen, Reibung, Oxidation der Beschichtung und Eindringen von Wasser kann es zu einem schlechten Kontakt zwischen den Steckverbindern kommen. Es gibt auch elektrische Funktionen, die aus künstlichen Gründen blockiert sind.
(2) Die Qualität des Steckers wirkt sich direkt auf die Gesamtleistung des Kabelbaums aus. Bei der Auswahl des Steckverbinders muss zunächst sichergestellt werden, dass er einen guten Kontakt und eine gute Zuverlässigkeit aufweist. Bei der Auswahl sollte der entsprechende Anschluss gemäß den Einschränkungsbedingungen wie der Anzahl der Drähte, der Größe des Netzstroms und dem Layoutraum ausgewählt werden. Das Material des Verbinderanschlusses ist im Allgemeinen Messing, und die Beschichtungsschicht wird gemäß der spezifischen Beschichtungsschicht des Anschlusses für elektrische Geräte des Gegenendes ausgewählt. Keine besonderen Anforderungen, Verzinnen wird im allgemeinen verwendet. Mit der Intelligentisierung von Automobilen nehmen Anzahl und Art der Steckverbinder zu, was die Wartung und Montage erheblich erschwert. Die Vereinheitlichung der Steckverbinder wird zum zukünftigen Entwicklungstrend.
IV. Design-Verifizierung
IV. Design-Verifizierung
Abschließende Bemerkungen
Die intelligente und leichte Entwicklung von Automobilen hat die Kabelbäume von Automobilen vor beispiellose Herausforderungen gestellt. Vom Schaltplan bis zum zweidimensionalen Kabelbaumdiagramm, vom Entwurfskonzept bis zur Fertigstellung des Kabelbaumentwurfs muss eine Begründung vorliegen. Die Auswahl und Anpassung der zugehörigen Komponenten des Kabelbaums muss streng berechnet und überprüft werden, und das Kabelbaumsystem muss so ausgelegt sein, dass der Ausfall des Kabelbaums nicht länger die Ursache für Fahrzeugausfälle ist.
