汽車線束設(shè)計(jì)及布置基礎(chǔ)xbl.ppt

汽車線束精益設(shè)計(jì)及布置,目 錄,一、汽車線束精益設(shè)計(jì) 1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù) 1.2 日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算 1.3 汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算 1.4 線束起火分析 二、線束布置知識(shí) 2.1 線束布置基本要求 2.2 CATIA三維布線的基本應(yīng)用 三、電器未來(lái)發(fā)展和總結(jié),2,一、汽車線束精益設(shè)計(jì),汽車線束設(shè)計(jì)目前的現(xiàn)狀：目前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來(lái)越龐大，每年都有新 品牌加入，從而使競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，每個(gè)汽 車廠都在極力降低自己的生產(chǎn)成本，以保持 自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)份額。 目 前 線 束 設(shè)計(jì)的誤區(qū)：有些線束工程師誤認(rèn)為線束的保險(xiǎn)系數(shù)越高 越好，而造成產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)剩。部分設(shè)計(jì)公司 為了減少設(shè)計(jì)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)計(jì) 時(shí)采用隨意加大線徑的做法。 未來(lái)線束設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)：掌握詳細(xì)的線束參數(shù)，使線束設(shè)計(jì)系統(tǒng)化， 標(biāo)準(zhǔn)化，減少設(shè)計(jì)的隨意性，爭(zhēng)取使線束的 壽命與整車一致，減少質(zhì)量過(guò)剩，從而降低 整車成本，實(shí)現(xiàn)精益設(shè)計(jì)。,3,一、日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),4,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),PVC: 1、PVC其實(shí)是一種乙烯基的聚合物質(zhì)，其材料是一種非結(jié)晶性材料。 在實(shí)際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、輔助加工劑、色料、 抗沖擊劑及其它添加劑。 2、具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 3、PVC對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。然而它能夠被濃 氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴 接觸的場(chǎng)合。 4、生活中常見(jiàn)的PVC有：電纜絕緣、塑料門(mén)窗、塑料袋。,5,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),PE: 1、聚乙烯英文名稱：polyethylene ，簡(jiǎn)稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的 一種熱塑性樹(shù)脂。 2、聚乙烯無(wú)臭，無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫 度可達(dá)-70-100),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐 具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能 優(yōu)良,PVC材料,6,PE材料,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),輻照:1、 radiation processing 采用電離輻射對(duì)材料進(jìn)行加工處理的一 種工藝過(guò)程。 2、 電離輻射的能量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于材料物質(zhì)中子的價(jià)健能量（可超過(guò) 幾個(gè)數(shù)量級(jí)），因而電離輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生包括核反 應(yīng)內(nèi)的各種物理、化學(xué)和生物效應(yīng)。這些效應(yīng)構(gòu)成了電離輻射對(duì) 物質(zhì)材料進(jìn)行加工處理的技術(shù)基礎(chǔ)。 3、 輻射加工有別于傳統(tǒng)加工（如機(jī)械加工、熱加工、化學(xué)加工等） 的主要特點(diǎn)在于：加工溫升很小，是一種冷加工，有利于熱敏材 料的加工；電離輻射的穿透性可對(duì)包裝好的物品進(jìn)行處理（例如 消毒殺蟲(chóng)等），或?qū)崿F(xiàn)固相物質(zhì)的反應(yīng)與改性；加工體系內(nèi)不需 催化劑和化學(xué)添加劑，因而產(chǎn)品純凈，無(wú)化學(xué)殘留；,7,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),輻照加工及其應(yīng)用,8,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),輻照交聯(lián)物理交聯(lián)： 1、采用經(jīng)過(guò)改性的聚乙烯絕緣料，通過(guò)擠出方式完成異體絕緣層的擠出后， 將冷卻后的絕緣線芯，均勻通過(guò)高能電子加速器的輻照掃描窗口完成交 聯(lián)過(guò)程。輻照交聯(lián)電纜料中不加入交聯(lián)劑，在交聯(lián)時(shí)是由高能電子加速 器產(chǎn)生的高能電子束有效穿透絕緣層，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的， 因?yàn)殡娮訋в泻芨叩哪芰?，而且均勻地穿過(guò)絕緣層，所以形成的交聯(lián)鍵 結(jié)合能量高，穩(wěn)定性好。表現(xiàn)出的物理性能為，耐熱性能優(yōu)于化學(xué)交聯(lián) 電纜。但由于受加速器能量級(jí)的限制（一般不超過(guò)3.0Mev電子束有效穿 透厚度為10mm以下。,9,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),AV線束,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),AVS線束,11,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),AVSS線束,CAVUS線束,12,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),EB線束,HDEB線束,1.1 日標(biāo)線束種類和相關(guān)參數(shù),HDAV線束,AVX線束,14,1.2日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算,線束的電流容量：是容許電流乘以集束線纜縮減系數(shù)得出的數(shù)值。 線束的容許電流：容許電流為不考慮因溫度原因造成線纜絕緣層 表皮變 化，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，實(shí)際應(yīng)用的電流限制值，并從其 壽命的角度考慮（這個(gè)值應(yīng)該根據(jù)線纜材質(zhì)，環(huán)境溫 度等因素以及使用壽命共同決定）。 線束容許電流計(jì)算的前提條件： 1、線束的壽命按每天3小時(shí)，10年的壽命計(jì)算。 2、線束在使用壽命期間，最大溫度不超過(guò)下表給出的 容許溫度。,15,1.2日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算,集束線纜容許電流的縮減系數(shù)： 集束線纜容許電流的縮減系數(shù)，只能由同時(shí)通電的集束線纜 數(shù)量決定，而非集束中所有線纜的數(shù)量。通過(guò)電流不強(qiáng)，不 會(huì)引起溫度提升的線纜，比如整流線路和電子電路，多不包 括在通電線纜數(shù)量中。,導(dǎo)體容許溫度表,16,1.2日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算,集束線束容許電流縮減系數(shù),AVS線纜容許電流和電壓降,1.2日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算,AV線纜容許電流和電壓降,18,1.2日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算,AVX線纜容許電流和電壓降,19,1.2日標(biāo)線束電流容量的計(jì)算,AEX線纜容許電流和電壓降,20,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,關(guān)于導(dǎo)線截面積的計(jì)算，提供經(jīng)驗(yàn)公式交流： 公式一： A=IL/Ud 式中： I電流 A導(dǎo)線截面積； Ud允許最大電壓降損失； 銅電阻率； L導(dǎo)線長(zhǎng)度。,公式二： S=0.0185*I*L*1+0.00393*(T-20) /U 式中： S-線徑 I-電流(A) L-導(dǎo)線長(zhǎng)度(m) 0.0185-銅的電阻率(mm2/m) U-電壓降 (V) T-導(dǎo)體最高工作環(huán)境溫度 0.00393-溫度系數(shù),21,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,1、計(jì)算負(fù)載電流 I=,P,12V,13.8V,12V,根據(jù)計(jì)算出的負(fù)載電流，選擇允許提供負(fù)載電流的連接導(dǎo)線的截面積。在選擇電纜截面積時(shí)，應(yīng)考慮到線纜的環(huán)境溫度和導(dǎo)體容許溫度。,2、根據(jù)負(fù)載電流確定融斷器的額定電流 融斷器的最佳電流如下表所示，融斷器的最佳電流即為負(fù)載的額定 電流，但因?yàn)槿跀嗥鞯念~定電流根據(jù)環(huán)境溫度變化而變化，所以需 要根據(jù)下圖來(lái)修正融斷器的額定電流。,22,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,選擇融斷器時(shí)，如果負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖電流的情況下：,23,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,選擇融斷器時(shí)，如果負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖電流的情況下：,24,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,選擇融斷器時(shí)，如果負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖電流的情況下：,25,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,選擇融斷器時(shí)，如果負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖電流的情況下：,26,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,選擇融斷器時(shí)，如果負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖電流的情況下：,27,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,熔斷器的計(jì)算公式：,If =,負(fù)載電流,負(fù)載特性系數(shù),溫度系數(shù),負(fù)載峰值電流系數(shù),負(fù) 載 特 性 系 數(shù)：建議選擇07-0.75（高電流型選擇0.5） 負(fù)載峰值電流系 數(shù)：如果峰值電流時(shí)間小于0.3秒，選擇系數(shù)為1， 如果峰值電流時(shí)間大于等于0.3秒，選擇系數(shù)為0.7。 溫 度 系 數(shù)：見(jiàn)下表,28,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,3、電纜與融斷器的匹配原則： a、電纜在工作環(huán)境溫度下的容許電流，大于融斷器在工作環(huán)境溫度下 的最佳負(fù)載電流。 b、極限要求為選擇電纜的煙化時(shí)間和電流的曲線，應(yīng)在熔斷器的融化時(shí)間 和電流的曲線之上。如果遇到熔斷器和電纜不在同一工作溫度下的情況 時(shí)，應(yīng)保證熔斷器在該溫度下200%額定電流時(shí)的熔斷時(shí)間，小于線束在 該電流下的煙化時(shí)間。,29,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,例 用電器功率為40W 12V（導(dǎo)線的環(huán)境工作溫度為70度）峰值電流時(shí)間0.35秒 熔斷器的環(huán)境工作溫度70度 計(jì)算導(dǎo)線線徑和熔斷器容量,30,I負(fù)載=,40W,12V,13.8V,12V,I負(fù)載=3.83A,1,If =,負(fù)載電流,負(fù)載特性系數(shù),溫度系數(shù),負(fù)載峰值電流系數(shù),If =,3.83A,0.71-0.15%(70-23)0.7,If =8.41A,2,根據(jù)If 為8.41A，選擇10A的熔斷器。,4,根據(jù)“電纜與融斷器的匹配原則”的a項(xiàng)，10A的熔斷器在70度時(shí)的最佳負(fù)載電流為 10A 0.7 1-（70 -23 ）0.15%，結(jié)果為6.5A，根據(jù)此參數(shù)選擇電纜截面積。,5,根據(jù)負(fù)載電流3.83A初步確定電纜的截面積為AVS0.3或AV0.5。,3,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,31,例,根據(jù)“電纜與融斷器的匹配原則”的b項(xiàng)，熔斷器在70 5秒鐘的熔斷電流為 10A 1-（70 -23 ）0.15% 200%，結(jié)果為18.59A。通過(guò)將18.59A帶入上面的“線纜的熔斷時(shí)間和電流”的表格中，AV和AVS的線束在18.59電流下的熔斷時(shí)間都大于5秒鐘。,7,通過(guò)查詢“線纜容許電流和電壓降”，因線纜的工作溫度為70度，可以選擇0.75f或0.85的AV的線束，或選擇0.85的AVS線束。,6,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AV線纜的熔斷時(shí)間和電流,32,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AV線纜的熔斷時(shí)間和電流（40 ）,時(shí)間：s,33,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AV線纜的熔斷時(shí)間和電流,34,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AVS線纜的熔斷時(shí)間和電流,35,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AVS線纜的熔斷時(shí)間和電流（40 ）,36,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AVS線纜的熔斷時(shí)間和電流,37,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AVX線纜的熔斷時(shí)間和電流,38,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AVX線纜的熔斷時(shí)間和電流,39,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AEX線纜的熔斷時(shí)間和電流,40,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,AEX線纜的熔斷時(shí)間和電流,41,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,熔斷器的熔斷時(shí)間和電流,4、與融斷器匹配的電纜長(zhǎng)度的計(jì)算 以快速融斷器為例，在線束短路時(shí)，為了讓融斷器快速斷開(kāi)，線束 的短路電流應(yīng)大于融斷器在其工作溫度下額定電流的200%（慢熔斷 器為500%）。所以要求融斷器匹配的電纜的電阻小于等于熔斷器容 許的電阻。,42,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,公式為：r線,12V,I熔斷器200%,線束長(zhǎng)度：L=,r線,r,r= r201+0.00393（T1-20),I融斷器= I231-（T1-23)0.15%,注釋： r線 為與融斷器匹配電纜的容許阻值（單位：m) L 為與融斷器匹配的電纜的長(zhǎng)度（單位：米） r20 為20時(shí)的電纜導(dǎo)體電阻（單位： m) I融斷器 為熔斷器在T1溫度下的額定電流（單位：A) T1 為熔斷器工作環(huán)境溫度,1000,43,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,例 熔斷器10A（工作溫度40度） 電纜AVS 0.5mm（工作溫度40度）,r= r201+0.00393（T1-20) r= 32.7m1+0.00393(40-20 ) r= 32.7m 1.0786 r= 35.27022m,I融斷器=I231-（T1-23)0.15% I融斷器= 10A1-170.15%) I融斷器= 10A97.45% I融斷器=9.745A,r線,I熔斷器200%,1000,12V,r線615.7m,r,r線,L=,-,35.27022m,L=,615.7m,L17.45m,44,1,2,3,4,5,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,熔斷器和連接電纜（環(huán)境溫度在40 時(shí)AV和AVS電纜）,方,額定電流,界面面積（mm2),過(guò)流,容許電纜電阻,類型,刃型熔斷器,大電流熔斷器,45,1.3汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算,熔斷器和連接電纜（環(huán)境溫度在80時(shí)AVX電纜）,方,額定電流,界面面積（mm2),過(guò)流,容許電纜電阻,類型,刃型熔斷器,大電流熔斷器,46,1.4 線束起火分析,起火原因基本由以下幾種引起： 1、線束的阻值大于融斷器的容許的阻值，在電纜短路時(shí)因電流小于融斷 器的200%，所以融斷器不能立刻斷開(kāi)，導(dǎo)致電纜發(fā)熱起火。 2、電纜的絕緣層破損，與車架虛接，使熔斷器與線束虛接點(diǎn)之間的阻值 大于融斷器的容許電阻，因融斷器不能立刻斷開(kāi)，導(dǎo)致電纜發(fā)熱起火。 3、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，使電纜長(zhǎng)期處于過(guò)載狀態(tài)。 4、使用了劣質(zhì)熔斷器，在規(guī)定的電流下不能立刻斷開(kāi)。 5、用電器內(nèi)部短路，因電流小于熔斷器的斷開(kāi)電流，所以導(dǎo)致用電器起 火。,47,1.4 線束起火分析,48,2.1 線束布置基本要求,1、線束走向的注意事項(xiàng) a、線束應(yīng)沿著車身的邊，槽，梁等部位走線，以避免線束承受壓力。 b、為了降低線束的長(zhǎng)度，盡量選擇H型布線。 c、在線束過(guò)銳邊或過(guò)孔時(shí)應(yīng)注意保護(hù)。 d、布線時(shí)盡量避開(kāi)或遠(yuǎn)離熱源。 f、確保與運(yùn)動(dòng)件之間留有安全距離 g、車身外部插接件應(yīng)注意防塵防水。 h、對(duì)于線徑d小于等于35mm的線束，線束內(nèi)圓角半徑r應(yīng)大于d。 當(dāng)線徑d大于35mm時(shí)，線束內(nèi)圓角半徑r應(yīng)大于1.2d。 i、不允許出現(xiàn)大于300mm的隔空布線。 j、插接件盡量避免垂直布置，以防塵防水。 k、線束布置應(yīng)避開(kāi)燃油管路。 l、門(mén)線束的孔位要低于車身側(cè)的孔位，以免液沿著線束流進(jìn)車身內(nèi)部。,49,2.1 線束布置基本要求,2、線束的布置應(yīng)便于安裝和維修 a、所有線束的插接件應(yīng)布置在手可以觸及的位置，或簡(jiǎn)單拆卸 一些車身件后，可以觸及插接件。 b、對(duì)于只能用一只手插拔的插接件，另一端插接件應(yīng)固定在車身上。 c、在同一部位的插接件應(yīng)用顏色，大小，內(nèi)部定位等方法，防止錯(cuò)裝。 d、插接件末端的線束應(yīng)預(yù)留一定的長(zhǎng)度，以便于插接件的插拔， 對(duì)于開(kāi)關(guān)端的線束，建議預(yù)留80-100mm。儀表，音響，空調(diào)面板等維修率比 較高的電器件，其后端線束預(yù)留到可以容易插拔的長(zhǎng)度。 e、保險(xiǎn)盒的線束要留有足夠的余量，以方便保險(xiǎn)盒的拆卸。 f、線束要充分考慮可更換性，因而要根據(jù)車型的實(shí)際情況和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行 合理分段。,50,2.1 線束布置基本要求,3、線束固定和保護(hù)方面注意事項(xiàng) a、建議兩個(gè)固定點(diǎn)的距離不大于300mm,拐角處加固定點(diǎn)。 b、在插接件的120mm處增加固定點(diǎn)，以減少插接件內(nèi)的端子承 受震動(dòng)和線束重量，在主線束的分支處增加固定點(diǎn)。 c、在部分位置為了保持線束與周邊的間隙，使用硬管或夾板，以保證 線束不變形。 d、部分位置為了保證線束的方向性，應(yīng)使用帶定位的卡扣。 e、線