整车低压线束搭铁设计
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汽车线束搭铁设计详解摘要:本文主要介绍线束搭铁设计策略,搭铁点选择以及搭铁形式。
随着汽车的日渐普及,汽车电器的发展日新月异,人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性的要求越来越高。
伴随着科技进步,很多先进的电子技术应用在汽车行业,以提高汽车的安全性、舒适性及经济性,汽车的电器集成化程度越来越高,汽车线束就变得越来越复杂,设计和生产制作过程控制难度越来越大。
而汽车电路中最重要的因素之一—搭铁点的设计就显得尤为重要。
首先是搭铁的回路增加,其次是需要搭铁的功能越来越多,搭铁数量选择等都需要考虑更多的因素,因此本文主要研究当前环境下整车电路线束搭铁的设计策略。
线束搭铁设计要体现:安全、可靠、稳定、合理、经济。
从以下3个方面来分析整车电路的搭铁设计。
1 搭铁分配设计原则1.1搭铁种类介绍整车地:顾名思义就是整车电路的地,它是由蓄电池负极直接接到车身,使车身成为一个大的负极,所有的搭铁点都是通过车身搭铁,因此汽车电路中的接地又被称之为搭铁。
功率地:主要是指大功率用电设备的搭铁,例如发动机冷却风扇、刮水电动机、玻璃升降电动机、空调鼓风机、座椅调节电动机、天窗电动机、门锁电动机等。
这些用电器的电流一般较大,会对其他弱电流或信号线产生干扰。
信号地:一般指小电流信号的搭铁,有模拟信号、数字信号等,信号一般比较敏感,容易被干扰。
屏蔽层搭铁:对于娱乐系统天线及高电压工作用电器,由于其工作过程中对周围电磁场影响较大,必须采用单芯屏蔽线,以达到保证接收信号准确,且对周围线束电磁场影响最小作用。
而单芯屏蔽线屏蔽层,直接通过搭铁点接到整车地。
如发动机点火线圈供电回路,工作过程会产生上万伏高电压,对周围信号线干扰极大,甚至会导致整车EMC不通过,需采用单芯屏蔽线,屏蔽层接车身搭铁。
1.2搭铁原则总体来说,搭铁点分配有3个原则。
1)强弱电分开搭铁原则如电动机类产品属于大电流用电器,要与信号线及控制回路等小电流搭铁分开。
2)安全件单独搭铁原则如安全气囊模块、ABS、ECM等对整车性能及安全影响大的模块,要采用单独搭铁;针对前照灯搭铁,考虑一个搭铁失效后,另一个可以继续使用,必须将左右前照灯分开搭铁。
浅谈汽车线束搭铁线设计汽车线束与汽车电子部件息息相关,线束是很多汽车部件的集合,其中就包括搭铁线。
搭铁线的设计和布置很重要,它的质量和良好性能对整个汽车电器的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
首先,搭铁线的设计原则是必须与汽车的其他部件相匹配。
在选择搭铁线时,必须考虑汽车电子部件的特性、功能和性能要求。
同时,需要考虑线束的布置与车身的“地面”等一些因素,以保证电信号的良好传输。
其次,为了确保电器系统的稳定性,我们需要在线束设计时遵循一些基本规则。
首先是在布线过程中要遵循可靠性原则,尽可能降低因堆积、摩擦和挤压等原因导致的线束短路或其它损害的风险。
线束内的电线应该有足够的强度来保护不受机械磨损或粘接的因素干扰。
同时,搭铁线必须足够厚,以确保电器回路从电源流出、经过线束传输数据,在其他设备上找到地面的路径必须非常明确。
其次,布线的方式也应该注意。
线束的引出端最好以对称的方式分布,这可以减少线束内部的交叉干扰,使电信号的传输更加稳定。
在布线完毕后,我们可以在搭铁线上安装专门的屏蔽设备,以保证线束内的电子元件不受来自外界的电磁噪音和电波的干扰。
最后,在设计和制造线束时,应该注重制造过程中的协调和协作。
汽车部件制造的各个阶段都离不开严格的标准和规范,因此,不同部件之间的联合配合也至关重要。
例如,在制造搭铁线时,需要与其它部件的制造工序协调,如挡泥板、地窝罐等等。
必须确保每个部分都精细、准确地计算,并分别进行检测,提高效率的同时提高可靠性。
总之,汽车线束搭铁线的设计是非常重要的,需要考虑如何提高其稳定性、满足汽车电子部件的工作要求,并经过精细的制造和协调加以实现。
仅有这些基本原则的匹配,我们才能保证某一部件在各种路况下稳定、要求如一,达到好的使用效果和稳定可靠的性能。
在汽车电子部件中,线束搭铁线的重要性不容忽视。
它的作用主要是将车辆的各种电子元件连接起来,如引擎控制系统、灯光控制系统、车门控制系统、音响等等。
汽车低压线束设计规范1 范围本标准规定了汽车低压线束设计的一般步骤、方法和所参考的国家和行业标准;规定了图样所包含的内容及标准化要求;规范所选用的材料规格和型号的一般要求;规范线束分支、长度的表示方法;规定图样所需标定的尺寸、技术要求;规定图样幅面、视图;规定比例、线型和块的处理;选型的计算方法、低压插接件选型原则及要求等。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T14690 技术制图比例GB/T 14691 技术制图字体JB/T 8139 公路车辆用低压电缆QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件QC/T 414 汽车用低压电线的颜色QC/T 417.1车用电线束插接器第一部分定义、试验方法和一般性能要求(汽车部分)QCn 29010 汽车用低压电线接头型式、尺寸和技术要求QCn 29013 汽车用蓄电池电线接头型式、尺寸和技术要求QC/T 29106-2004 汽车低压电线束技术条件3 术语本标准采用下列及QC/T 417.1中的定义。
3.1 干线:电线束中两根或两根以上电线包扎在一起的部分(如图1所示)。
3.2 支线:电线束中电线的末端没有包扎的部分或单根电线(如图1所示)。
3.3 分支点:电线束中干线与干线或干线与支线中心线的交点(如图l所示)。
3.4 接点:电线与电线的连接点(如图1所示)。
3.5 端子:插接件的统称。
3.6 干区:安装在车箱内部或密闭舱体等无涉水部位的电线束不需做特殊防水防护处理的区域。
3.7 湿区:除干区以外,电线束易受水浸需做特殊防水防护处理的区域。
3.8 插头(插片):插入插座(插簧)可以完成电气连接的插接件(如图2所示)。
3.9 插座(插簧):接受插头(插片)形成电气连接的插接件(如图2所示)。
3.10 插接器:插头和插座安装在护套内的组合件(如图2所示)。
整车线束搭铁设计随着汽车技术的高速发展,电器设备的集成化也越来越高,很多自动化和智能化的电器设备被应用在汽车上,以满足人们对汽车的动力性、经济型、可靠性、安全性、舒适性以及排放性的要求,因此车辆上的线束也越来越复杂,在设计和生产过程中控制难度也越来越大。
而搭铁线路和搭铁点设计的好坏将影响电气部件的功能,进而影响汽车性能。
在常见的电气线束设计问题中,由于搭铁线束或搭铁点的不佳设计而导致发动机ECU不能正常工作、发动机冒黑烟、电气部件的信号受干扰等的情况。
所以搭铁线路的设计以及搭铁点选择的成为汽车线束设计的重要环节之一。
1、汽车线束搭铁原理汽车电气系统采用的是负极搭铁和单线制的设计原则。
负极搭铁是指蓄电池负极接金属车架。
单线制也称单线连接,是指汽车上所有电气部件的正极均采用导线相互连接,而负极则直接或间接通过导线与金属车架或车身金属部分相连,即搭铁,也称接地。
任何—个电路都是从电源正极出发,经导线经用电设备再由负极导线搭铁,通过车架或车身流回电源负极形成回路。
1.1 搭铁等效电路在电气线束设计中,因受整车结构等限制,除了多点搭铁,很多电器部件负极搭铁点采用共压的单点搭铁方式。
负极单点共压搭铁的方式可以分为3种,串联单点共压搭铁,并联单点共压搭铁,混联单点共压搭铁。
a.多点搭铁。
多点搭铁是指电器部件的各个搭铁点直接就近接到金属车体上,各个部件都是单独搭铁,不与其他电器部件搭铁发生联系的搭铁方式,其等效电路图如图1所示。
图1 多点搭铁等效电路从图1中可以看出,电器部件1、电器部件2、电器部件3的电流为,Il、I2、I3,通过搭铁线与金属车架相连,线阻与搭铁点接触电阻等效为R1、R2、R3,各个电器部件未与其它电器部件发生联系。
从等效电路中可以看出,此种搭铁方式可使各个部件不受其它电器部件的干扰,但搭铁点比较多,在实际的设计中由于受底盘车身结构限制,现场施工、检修不便等因素影响,采用此方法存在一定困难。
故在客车线束搭铁设计中,不采用多点搭铁的方式。
汽车线束设计及搭铁分析[摘要]合理设计汽车线束能够在很大程度上提高汽车的整体性能。
本文首先介绍了线束设计中保护器件和导线的选取原则,然后对搭铁策略进行了分析,最后对线束的一些布置原则进行了探讨。
【关键字】线束设计;线束布置;搭铁分析一、引言随着经济社会的进步,人们对汽车技术的要求不断提高,开始注重汽车智能化的发展及应用。
为使汽车具备更高的可操作性、安全性与舒适性,要在汽车内部应用更多种类的电气设备,这就增加了电气设备在搭铁工序时的复杂性。
为了降低导线的安装难度、抑制无线电的干扰并避免浪费导线材料。
目前,汽车线束多使用单线制布线方式,其具体指电源和电气设备所构成的回路用一根导线相连,将汽车车身金属部件作为公共负极并与蓄电池的负极相连,即所谓的“负极搭铁”。
各个电气设备用电回路互相并联,均从电源引出,止于“负极搭铁”端。
然而,搭铁端导线非常密集,若搭铁设计不当,必然导致流经电气设备的电流发生变化,产生电位差,从而影响设备的性能。
因此,了解汽车线束设计中的一些设计原则是很有必要的。
二、线路保护设计设计线路保护的目的是保护汽车电器及其导线。
通常在线路保护设计时,需考虑以下几个方面。
1、熔断器(1)一些容易受到电负荷干扰的电气设备需要单独增设熔断器,例如发动机ECU,汽车防抱死系统ABS等;(2)一些受电负荷干扰影响较小的电气设备可以共用一个熔断器,例如照明系统、仪表指示灯、发动机传感器等;(3)不同类型的负载不可共用一个熔断器,比如电阻型和电感型两类电气设备;(4)计算熔断器容量的经验公式为,熔断器额定容量=电路最大工作电流÷80%。
2、断路器作为一种热敏机械装置,断路器具有可恢复性,其利用不同金属受热变形程度不一致,断路器触点自行开关。
若因电路过载,流经断路器的电流过大,则温度便会升高,断路器便会动作,断开熔断器,切断电流,当温度恢复到正常时,熔断器便会自行接通。
一些易受电流波动影响的电路,应选择安装断路器,如门锁和电动车窗。
浅谈汽车线束搭铁线设计张震华1杨三军2河南天海电器有限公司,河南,鹤壁458030摘要:介绍汽车电线束中搭铁线的设计,以及在电线束制作过程中搭铁线的工艺处理方案。
Abstract:This thesis mainly introduce the design of the wire harness, ground automobile and the process of making the wire harness, ground关键词:搭铁线、U型端子、超声波焊接、剖面分析Key words:the wire harness, ground;U-Terminal;Ultrasonic Welding;Cross-section analysis随着汽车技术的高速发展,汽车自动化、智能化程度的逐步提高,人们对汽车的安全性、舒适性、娱乐性等要求也在不断提升,致使各种电气设备不断的增加,而连接各电气设备的搭铁导线和搭铁线接点成几何级递增,使得传统的汽车线束变的越来越复杂,加大了生产制作过程控制难度。
尽管CAN、LAN等新一代连接方案早已应用,但在汽车行业中还未能普及应用,为摆脱这种困境,降低线束制造成本,一些汽车线束制造厂家不再单纯的搞线束后期设计和生产制造,联合汽车主机厂家技术部门,对汽车线束进行同步开发、持续改进,最大限度的优化汽车线束的设计,但仍未能根本性的解决这一难题。
众所周知,整车线束中仪表线束、机舱(室)线束、座舱线束是搭铁线最为集中的地方,其中搭铁导线约占全部导线的10-20%。
比如在仪表线束中搭铁线或搭铁点设计不当,当其它电器的电流发生变化时,导致搭铁线之间产生电位差,从而造成仪表指示发生偏差。
笔者根据几年来从事线束工艺设计经验,和各位同行简单探讨一下汽车线束中搭铁线的设计流程和设计原则。
1、汽车线束搭铁类型及设计技巧在汽车上电器设备的负极线与车身的金属部分相连接,因此汽车上的负极导线通常称为搭铁线。
汽车线束设计及搭铁分析摘要:汽车电气系统采用低压直流电源,由蓄电池和发电机两个电源,并联连接为所有电气设备供电,所有电气设备和汽车两个电源也并联连接。
大多数汽车电路符合单线连接,即负极形式。
即,只有正极连接线连接到电源的正极端子,而负极连接线通过线束直接连接到车身和发动机等金属,最后连接到电源负极端子,因此搭接铁连接也称为接地。
负极铁的设计,不仅减少了电线的消耗,使车身轻量化,进而降低了燃油消耗,从而提高了汽车的经济性,而且与正极铁相比,可以减少电子元件的干扰,减少车架和车身的腐蚀,使汽车电气工作更加可靠。
因此,良好的接地点设计可以减少不良接合造成的电路损坏,从而降低汽车电器的故障率。
本文研究了汽车线束的设计和搭接铁的分析。
关键词:汽车线束;设计;搭铁;分析;研究1汽车线束设计原则1.1导线的选择1.1.1直径的选择根据工作的电气部件的额定电流,长期工作的电气设备可选择电线的60%的实际承载能力;短时间工作的电气设备可以选择60%~100%导体中的实际负载。
1.1.2导线颜色的选择ZBT35002《汽车用低压电线的颜色》中规定了电线的颜色代码和选择顺序,GB9328《公路车辆用低压电缆(电线)》中也规定了双色电线的组合。
原则上,同一护套不能具有相同的线颜色,如果线直径差异较大,可以考虑使用相同的颜色线。
1.2线路保护装置的确定1.2.1中央配电箱中央配电箱是车辆电气和电子电路的控制中心。
线路的保护装置,如保险丝和继电器,集中布置在中央配电箱上。
它是车辆电源的核心,也是线路保护的核心。
1.2.2继电器的选择继电器选型的技术要求如下:可靠性好、性能稳定、体积小、寿命长、装配好、成本低。
常用的继电器设备一般包括雨刮器、喇叭、除霜、前照灯、雾灯、风扇、鼓风机和转向灯(闪光灯)等。
常用的继电器为电压型,通常为12V。
1.2.3保险丝的选择1)发动机ECU、ABS等,对车辆的性能和安全性有很大影响,容易受到其他电气设备的干扰。
整车低压线束搭铁设计
摘要:车辆的电源分配和搭接设计是汽车线束设计的核心部分。
良好的搭铁
设计是电力传输和信号传输的重要保证。
如果搭铁设计不当,容易造成信号干扰,影响电器功能实现。
本文将详细阐述汽车线束搭铁设计。
关键词:整车线束;低压线束;搭铁线束
1搭铁的概念和功能
汽车中的所有电器都是并联的,所有电路都有正负极。
汽车电气系统采用单
线制,即蓄电池负极与车身钣金相连,各电器件通过就近搭铁形成电源回路。
汽
车上的负极线通常被称为搭接线。
这样可以有效的节省线束长度,减低线束成本
和重量。
搭铁的质量是汽车电气设备性能的关键。
搭铁点分布在汽车的整个车身上,主要集中在仪表板管梁、车身地板、前机舱等部位,一些车身钣金件容易沾泥、沾油或生锈,这些情况会产生钣金锈蚀,最终导致搭铁功能失效。
例如,搭
铁点处车身上有油漆,发动机铁丝紧固螺栓松动,或者搭铁端子的耐腐蚀性差,
都会导致搭铁点锈蚀,严重影响电器件的正常工作。
因此,线束搭铁设计必须确
保其合理性和防腐蚀性。
2搭铁点的分类与介绍
1)电源搭铁蓄电池负极桩头上的零电位。
2)整车搭铁整车上互相导
通的,可导电的车身钣金、底盘或者发动机零部件等。
3)电源信号搭铁整车
上各类电气元器件的电源馈线。
按照回路中的电流的大小/波形,可划分为“脏
搭铁”或者“干净搭铁”。
干净搭铁:峰值电流小于1 A的搭铁,如传感器信
号反馈或者不同零部件之间的控制信号(例如网络通信)。
脏搭铁:峰值电流
大于1 A的脉冲宽度调制负载和大于1 A的开关负载,如电机类和开关类负载。
4)射频搭铁经常被用作控制射频干扰的搭铁。
这类搭铁一般都是通过装配直
接装在车身钣金上,不能用作任何搭铁电流的旁路。
5)天线搭铁,如:收音
机天线搭铁。
3搭铁设计
3.1搭铁类型
1)根据连接点处的回路数量进行分类。
公共搭接:金属部件上的搭接点连接
多个车载电气设备;单独接合:电气设备在金属部件(如主体或框架)上有单独
的接合点。
2)按电气设备类型分类。
功率搭铁:指每个电子控制系统和电气设
备及其他部件的零电位。
搭铁点的好坏直接影响电控系统或电气设备的正常工作;信号搭铁:指每个电子控制系统传感器的零电位。
是否良好将影响传感器传输到
控制单元的信号的准确性,进而影响电子控制系统的工作。
3)根据电流特性对
电力型电气设备进行分类。
电阻连接:主要指电阻型电气设备的零电位;感应连接:主要指感应电气设备的零电位。
4)根据轨道的信号类型。
数字链路:主要
指每个电子控制单元内部数字电路的零电位;模拟键合:主要是指传感器的零电位,它发出电压和电流等模拟信号。
3.2设计原则
1)就近搭铁。
考虑到成本、电压降和抗干扰性,搭铁点尽量靠近电气设备,尤其是对于弱信号搭铁,以确保信号传输的真实性。
2)安全部件应单独设计搭铁。
对于影响车辆性能和安全的电气设备(如ABM、ECU、ESP等),必须单独设
计搭铁,并严格按照电气设备所需的电线规格和尺寸进行设计。
3)搭铁区域的
要求。
不建议在潮湿区域(如四个门板和地板)设置搭铁点,以降低电气设备的
故障率。
4)强弱电搭铁分开。
电机的大电流电气设备应与信号线和控制回路等
小电流分开。
5)搭铁件的要求。
连接部件上不应有绝缘层、喷漆或其他影响导
电的表面处理,如有应在早期进行局部处理或保护,以确保良好的导电性。
3.3搭铁端子的选择
根据电气设备的功率和环境选择适当的端子。
选择搭铁端子时,请注意以下
事项:为避免减少端子和螺栓之间的接触面积,孔径应与螺栓的规格相匹配。
孔
径不得超过螺栓直径的0.5mm。
在设计中,应充分考虑搭铁端子的安装空间和组
装过程。
如果搭铁端子在装配过程中变形或与周围零件发生干涉,应首选具有防
转动结构的接线端子;②在端子的暴露区域,表面处理不能用于影响本方法的电气性能,必须具有涂层,涂层可选用:镀锡、镀锌合金等。
4搭铁分配设计流程
图1搭铁分配作业流程图
5链路分布
考虑到电气部件的安装位置,结合负荷类型和电气部件的具体类型,进行电气部件的配置设计。
5.1一般原则
1)就近搭铁。
尽可能缩短搭铁回路的长度,并降低回路的压降、成本和质量。
2)尽可能减少子系统之间不必要的相互干扰。
5.2干扰产生原理
理想情况下,每个电气设备搭铁点都应在电气设备附近,但这会导致车辆搭铁数量过多,大大增加了装配的复杂性,并增加了车辆的成本和重量,因此这种方法不是最佳选择。
在设置搭接铁时,我们必须考虑搭铁点的共享与合并。
通用设计规范禁止将负载差距超过20%的负载共用搭铁。
然而,这是一个相当保守的设计规范,如果彻底分析了两个回路,它们可以并压在一起。
为了尽可能地减少并压造成的干扰,并压点的电阻应该减小。
因此,并压点应尽可能靠近搭接件,如有必要,应增加该部分的线束直径。
5.3多个搭接环的连接方式
5.3.1采用铆钉接头的接头形式
第一种清洁搭接铁环之间的铆接是允许的,第二种肮脏搭接铁环铆接,需要
按照5.2方法进行分析,如果通过完全可以接受,对于第三种肮脏搭接铁环和清
洁搭接铁环之间的相互铆接,通常不允许,除非经专家评审批准。
5.3.2采用接头连接形式
允许使用第一种方法清洁圈圈之间的圈端圈;脏圈之间的第二种圈端圈也是
完全可以接受的;对于第三种类型的脏搭接条和干净搭接条端子,通常可以接受,但需要经过相关专业审查的批准。
5.3.3压接搭接铁末端至搭接铁端子的形式
允许使用第一种方法清洁回路之间的回路连接;脏搭接铁回路之间的第二种
回路连接也是完全可接受的;对于第三种类型的脏搭接铁和干净搭接铁电路连接,通常可以接受,但需要由相关专业人员审查。
6接合点要求
1)搭接点的位置应便于安装和维护,搭接面能满足扭矩要求。
2)每个连
接点不应连接到两个以上的接线片。
3)铁点不应布置在强溅区和水域。
4)不
允许在通过螺栓连接的金属部件上设置连接点,例如车门。
安装仪器框架时,只
有在将其焊接到车身上时才允许安装。
5)如果车身钣金厚度小于3mm,建议使
用焊接螺母解决方案。
对于大于3mm的厚板,建议使用自攻螺钉。
7搭铁的一般分配原则
1)发动机ECU、ABS和其他电气部件对车辆性能和安全性有很大影响,并且
容易受到其他电气设备的干扰(如声音、油位传感器等),这些部件必须单独打铁。
2)安全气囊系统,不仅是一个单一的连接点,还需要使用复合连接,其目
的是当一个连接点发生故障时,系统可以通过另一个连接点来确保系统的安全工作。
3)为了避免与其他系统的干扰,需要单独采集射频信号。
4)弱信号传感
器的链路应独立,链路点应靠近传感器,以确保信号的真实传输。
5)其他电气
部件可根据共用铁点的具体布局相互组合。
原则是将熨斗放在附近,避免将电线
放得太长,造成不必要的电压降。
6)蓄电池负极线、发动机线等导线截面积较
大,因此必须控制线路长度和方向,减少电压降;为了增加安全性,发动机和车
身通常分别连接到蓄电池的负极端子。
7)有必要区分电子链路和电力链路,并
将模拟信号链路与数字信号链路分开,以避免信号之间的相互干扰。
8结束语
以上是汽车低压线束搭铁设计的一些内容,实际运用过程中,应该灵活使用。
设计完毕后,还需要通过一些必要的测试以保证设计的可靠性。
参考文献:
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