汽车线束设计及布置基础ppt课件.ppt

汽车线束精益设计及布置,目录,一、汽车线束精益设计1.1日标线束种类和相关参数1.2日标线束电流容量的计算1.3汽车线束与融断器的匹配计算1.4线束起火分析二、线束布置知识2.1线束布置基本要求2.2CATIA三维布线的基本应用三、电器未来发展和总结,2,一、汽车线束精益设计,汽车线束设计目前的现状：目前汽车产业发展越来越庞大，每年都有新品牌加入，从而使竞争越来越激烈，每个汽车厂都在极力降低自己的生产成本，以保持自己的竞争优势和市场份额。目前线束设计的误区：有些线束工程师误认为线束的保险系数越高越好，而造成产品质量过剩。部分设计公司为了减少设计时间，降低设计风险，在设计时采用随意加大线径的做法。未来线束设计工作的重点：掌握详细的线束参数，使线束设计系统化，标准化，减少设计的随意性，争取使线束的寿命与整车一致，减少质量过剩，从而降低整车成本，实现精益设计。,3,一、日标线束种类和相关参数,4,1.1日标线束种类和相关参数,PVC:1、PVC其实是一种乙烯基的聚合物质，其材料是一种非结晶性材料。在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。2、具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。3、PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。4、生活中常见的PVC有：电缆绝缘、塑料门窗、塑料袋。,5,1.1日标线束种类和相关参数,PE:1、聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。2、聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良,PVC材料,6,PE材料,1.1日标线束种类和相关参数,辐照:1、radiationprocessing采用电离辐射对材料进行加工处理的一种工艺过程。2、电离辐射的能量一般远远高于材料物质中子的价健能量（可超过几个数量级），因而电离辐射与物质相互作用时会产生包括核反应内的各种物理、化学和生物效应。这些效应构成了电离辐射对物质材料进行加工处理的技术基础。3、辐射加工有别于传统加工（如机械加工、热加工、化学加工等）的主要特点在于：加工温升很小，是一种冷加工，有利于热敏材料的加工；电离辐射的穿透性可对包装好的物品进行处理（例如消毒杀虫等），或实现固相物质的反应与改性；加工体系内不需催化剂和化学添加剂，因而产品纯净，无化学残留；,7,1.1日标线束种类和相关参数,辐照加工及其应用,8,1.1日标线束种类和相关参数,辐照交联物理交联：1、采用经过改性的聚乙烯绝缘料，通过挤出方式完成异体绝缘层的挤出后，将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联电缆。但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿透厚度为10mm以下。,9,1.1日标线束种类和相关参数,AV线束,1.1日标线束种类和相关参数,AVS线束,11,1.1日标线束种类和相关参数,AVSS线束,CAVUS线束,12,1.1日标线束种类和相关参数,EB线束,HDEB线束,1.1日标线束种类和相关参数,HDAV线束,AVX线束,14,1.2日标线束电流容量的计算,线束的电流容量：是容许电流乘以集束线缆缩减系数得出的数值。线束的容许电流：容许电流为不考虑因温度原因造成线缆绝缘层表皮变化，在设计电路时，实际应用的电流限制值，并从其寿命的角度考虑（这个值应该根据线缆材质，环境温度等因素以及使用寿命共同决定）。线束容许电流计算的前提条件：1、线束的寿命按每天3小时，10年的寿命计算。2、线束在使用寿命期间，最大温度不超过下表给出的容许温度。,15,1.2日标线束电流容量的计算,集束线缆容许电流的缩减系数：集束线缆容许电流的缩减系数，只能由同时通电的集束线缆数量决定，而非集束中所有线缆的数量。通过电流不强，不会引起温度提升的线缆，比如整流线路和电子电路，多不包括在通电线缆数量中。,导体容许温度表,16,1.2日标线束电流容量的计算,集束线束容许电流缩减系数,AVS线缆容许电流和电压降,1.2日标线束电流容量的计算,AV线缆容许电流和电压降,18,1.2日标线束电流容量的计算,AVX线缆容许电流和电压降,19,1.2日标线束电流容量的计算,AEX线缆容许电流和电压降,20,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,关于导线截面积的计算，提供经验公式交流：公式一：A=IL/Ud式中：I电流A导线截面积；Ud允许最大电压降损失；铜电阻率；L导线长度。,公式二：S=0.0185*I*L*1+0.00393*(T-20)/U式中：S-线径I-电流(A)L-导线长度(m)0.0185-铜的电阻率(mm2/m)U-电压降(V)T-导体最高工作环境温度0.00393-温度系数,21,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,1、计算负载电流I=,P,12V,13.8V,12V,根据计算出的负载电流，选择允许提供负载电流的连接导线的截面积。在选择电缆截面积时，应考虑到线缆的环境温度和导体容许温度。,2、根据负载电流确定融断器的额定电流融断器的最佳电流如下表所示，融断器的最佳电流即为负载的额定电流，但因为融断器的额定电流根据环境温度变化而变化，所以需要根据下图来修正融断器的额定电流。,22,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：,23,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：,24,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：,25,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：,26,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：,27,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,熔断器的计算公式：,If=,负载电流,负载特性系数,温度系数,负载峰值电流系数,负载特性系数：建议选择07-0.75（高电流型选择0.5）负载峰值电流系数：如果峰值电流时间小于0.3秒，选择系数为1，如果峰值电流时间大于等于0.3秒，选择系数为0.7。温度系数：见下表,28,2019/12/16,29,可编辑,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,3、电缆与融断器的匹配原则：a、电缆在工作环境温度下的容许电流，大于融断器在工作环境温度下的最佳负载电流。b、极限要求为选择电缆的烟化时间和电流的曲线，应在熔断器的融化时间和电流的曲线之上。如果遇到熔断器和电缆不在同一工作温度下的情况时，应保证熔断器在该温度下200%额定电流时的熔断时间，小于线束在该电流下的烟化时间。,30,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,例用电器功率为40W12V（导线的环境工作温度为70度）峰值电流时间0.35秒熔断器的环境工作温度70度计算导线线径和熔断器容量,31,I负载=,40W,12V,13.8V,12V,I负载=3.83A,1,If=,负载电流,负载特性系数,温度系数,负载峰值电流系数,If=,3.83A,0.71-0.15%(70-23)0.7,If=8.41A,2,根据If为8.41A，选择10A的熔断器。,4,根据“电缆与融断器的匹配原则”的a项，10A的熔断器在70度时的最佳负载电流为10A0.71-（70-23）0.15%，结果为6.5A，根据此参数选择电缆截面积。,5,根据负载电流3.83A初步确定电缆的截面积为AVS0.3或AV0.5。,3,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,32,例,根据“电缆与融断器的匹配原则”的b项，熔断器在705秒钟的熔断电流为10A1-（70-23）0.15%200%，结果为18.59A。通过将18.59A带入上面的“线缆的熔断时间和电流”的表格中，AV和AVS的线束在18.59电流下的熔断时间都大于5秒钟。,7,通过查询“线缆容许电流和电压降”，因线缆的工作温度为70度，可以选择0.75f或0.85的AV的线束，或选择0.85的AVS线束。,6,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AV线缆的熔断时间和电流,33,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AV线缆的熔断时间和电流（40）,时间：s,34,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AV线缆的熔断时间和电流,35,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AVS线缆的熔断时间和电流,36,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AVS线缆的熔断时间和电流（40）,37,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AVS线缆的熔断时间和电流,38,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AVX线缆的熔断时间和电流,39,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AVX线缆的熔断时间和电流,40,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AEX线缆的熔断时间和电流,41,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,AEX线缆的熔断时间和电流,42,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,熔断器的熔断时间和电流,4、与融断器匹配的电缆长度的计算以快速融断器为例，在线束短路时，为了让融断器快速断开，线束的短路电流应大于融断器在其工作温度下额定电流的200%（慢熔断器为500%）。所以要求融断器匹配的电缆的电阻小于等于熔断器容许的电阻。,43,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,公式为：r线,12V,I熔断器200%,线束长度：L=,r线,r,r=r201+0.00393（T1-20),I融断器=I231-（T1-23)0.15%,注释：r线为与融断器匹配电缆的容许阻值（单位：m)L为与融断器匹配的电缆的长度（单位：米）r20为20时的电缆导体电阻（单位：m)I融断器为熔断器在T1温度下的额定电流（单位：A)T1为熔断器工作环境温度,1000,44,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,例熔断器10A（工作温度40度）电缆AVS0.5mm（工作温度40度）,r=r201+0.00393（T1-20)r=32.7m1+0.00393(40-20)r=32.7m1.0786r=35.27022m,I融断器=I231-（T1-23)0.15%I融断器=10A1-170.15%)I融断器=10A97.45%I融断器=9.745A,r线,I熔断器200%,1000,12V,r线615.7m,r,r线,L=,-,35.27022m,L=,615.7m,L17.45m,45,1,2,3,4,5,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,熔断器和连接电缆（环境温度在40时AV和AVS电缆）,方,额定电流,界面面积（mm2),过流,容许电缆电阻,类型,刃型熔断器,大电流熔断器,46,1.3汽车线束与融断器的匹配计算,熔断器和连接电缆（环境温度在80时AVX电缆）,方,额定电流,界面面积（mm2),过流,容许电缆电阻,类型,刃型熔断器,大电流熔断器,47,1.4线束起火分析,起火原因基本由以下几种引起：1、线束的阻值大于融断器的容许的阻值，在电缆短路时因电流小于融断器的200%，所以融断器不能立刻断开，导致电缆发热起火。2、电缆的绝缘层破损，与车架虚接，使熔断器与线束虚接点之间的阻值大于融断器的容许电阻，因融断器不能立刻断开，导致电缆发热起火。3、设计错误，使电缆长期处于过载状态。4、使用了劣质熔断器，在规定的电流下不能立刻断开。5、用电器内部短路，因电流小于熔断器的断开电流，所以导致用电器起火。,48,1.4线束起火分析,49,2.1线束布置基本要求,1、线束走向的注意事项a、线束应沿着车身的边，槽，梁等部位走线，以避免线束承受压力。b、为了降低线束的长度，尽量选择H型布线。c、在线束过锐边或过孔时应注意保护。d、布线时尽量避开或远离热源。f、确保与运动件之间留有安全距离g、车身外部插接件应注意防尘防水。h、对于线径d小于等于35mm的线束，线束内圆角半径r应大于d。当线径d大于35mm时，线束内圆角半径r应大于1.2d。i、不允许出现大于300mm的隔空布线。j、插接件尽量避免垂直布置，以防尘防水。k、线束布置应避开燃油管路。l、门线束的孔位要低于车身侧的孔位，以免液沿着线束流进车身内部。,50,2.1线束布置基本要求,2、线束的布置应便于安装和维修a、所有线束的插接件应布置在手可以触及的位置，或简单拆卸一些车身件后，可以触及插接件。b、对于只能用一只手插拔的插接件，另一端插接件应固定在车身上。c、在同一部位的插接件应用颜色，大小，内部定位等方法，防止错装。d、插接件末端的线束应预留一定的长度，以便于插接件的插拔，对于开关端的线束，建议预留80-100mm。仪表，音响，空调面板等维修率比较高的电器件，其后端线束预留到可以容易插拔的长度。e、保险盒的线束要留有足够的余量，以方便保险盒的拆卸。f、线束要充分考虑可更换性，因而要根据车型的实际情况和结构，进行合理分段。,51,2.1线束布置基本要求,3、线束固定和保护方面注意事项a、建议两个固定点的距离不大于300mm,拐角处加固定点。b、在插接件的120mm处增加固定点，以减少插接件内的端子承受震动和线束重量，在主线束的分支处增加固定点。c、在部分位置为了保持线束与周边的间隙，使用硬管或夹板，以保证线束不变形。d、部分位置为了保证线束的方向性，应使用带定位的卡扣。e、线束外漏