汽車線束設(shè)計及布置基礎(chǔ)教學(xué)資料

汽車線束精益設(shè)計(shèjì)及布置第一頁，共57頁。目錄一、汽車線束精益設(shè)計1.1日標線束種類和相關(guān)參數(shù)1.2日標線束電流容量的計算1.3汽車線束與融斷器的匹配計算1.4線束起火分析二、線束布置知識(zhīshi)2.1線束布置基本要求2.2CATIA三維布線的基本應(yīng)用三、電器未來發(fā)展和總結(jié)2第二頁，共57頁。一、汽車(qìchē)線束精益設(shè)計汽車線束設(shè)計目前的現(xiàn)狀：目前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來越龐大，每年都有新品牌加入，從而使競爭越來越激烈(jīliè)，每個汽車廠都在極力降低自己的生產(chǎn)成本，以保持自己的競爭優(yōu)勢和市場份額。目前線束設(shè)計的誤區(qū)：有些線束工程師誤認為線束的保險系數(shù)越高越好，而造成產(chǎn)品質(zhì)量過剩。部分設(shè)計公司為了減少設(shè)計時間，降低設(shè)計風(fēng)險，在設(shè)計時采用隨意加大線徑的做法。未來線束設(shè)計工作的重點：掌握詳細的線束參數(shù)，使線束設(shè)計系統(tǒng)化，標準化，減少設(shè)計的隨意性，爭取使線束的壽命與整車一致，減少質(zhì)量過剩，從而降低整車成本，實現(xiàn)精益設(shè)計。3第三頁，共57頁。一、日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)序號電線符號名稱工作溫度1AV車用低壓電線80℃2AVS車用薄皮低壓電線80℃3AVSS車用極薄皮低壓電線80℃4HDAV車用厚皮低壓電線80℃5CAV車用壓縮導(dǎo)體低壓電線80℃6CAVUS車用壓縮導(dǎo)體極薄低壓電線80℃7AVX車用耐熱低壓電線100℃8AEX車用超耐熱低壓電線120℃9AVFF車用耐彎曲低壓電線80℃10EB電瓶專用線80℃11HDEB電瓶厚皮專用線80℃12SHIELD屏蔽線80℃13TWISTCABLE雙絞線80℃4第四頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)序號電線符號絕緣材料適應(yīng)溫度1AV／AVS/AVSS車用聚氯乙烯80℃2AVX車用輻照交聯(lián)PVC混合物100℃3AEX車用輻照交聯(lián)聚乙烯混合物120℃PVC:1、PVC其實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。在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。2、具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。3、PVC對氧化(yǎnghuà)劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化(yǎnghuà)酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。4、生活中常見的PVC有：電纜絕緣、塑料門窗、塑料袋。5第五頁，共57頁。1.1日標線(biāoxiàn)束種類和相關(guān)參數(shù)PE:1、聚乙烯英文名稱：polyethylene，簡稱PE，是乙烯經(jīng)聚合(jùhé)制得的一種熱塑性樹脂。2、聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-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(cáiliào)6PE材料第六頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)輻照:1、radiationprocessing采用電離輻射對材料進行加工處理的一種工藝過程。2、電離輻射的能量一般遠遠高于材料物質(zhì)(wùzhì)中子的價健能量（可超過幾個數(shù)量級），因而電離輻射與物質(zhì)(wùzhì)相互作用時會產(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)成了電離輻射對物質(zhì)(wùzhì)材料進行加工處理的技術(shù)基礎(chǔ)。3、輻射加工有別于傳統(tǒng)加工（如機械加工、熱加工、化學(xué)加工等）的主要特點在于：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包裝好的物品進行處理（例如消毒殺蟲等），或?qū)崿F(xiàn)固相物質(zhì)(wùzhì)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，無化學(xué)殘留；7第七頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)輻照(fúzhào)加工及其應(yīng)用電離輻電離輻射射工藝過程應(yīng)用實例γ射線<DIValign=left>有機高分子材料聚合（或接枝聚合），殺蟲、消毒、滅菌，抑制果實早熟、根莖發(fā)芽，裝飾品材料改性等</DIV><DIValign=left>醫(yī)療用品消毒滅菌，電池隔膜與—塑材料制備，農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品、畜產(chǎn)品與食品的保藏，商品養(yǎng)護，檔案與文物保存，珍珠、玉石、玻璃色質(zhì)改善等</DIV>電子束<DIValign=left>高分子材料交聯(lián)，表面涂層固化，廢氣無害化，半導(dǎo)體改性等</DIV><DIValign=left>提高電線電纜絕緣層耐熱性，熱收縮材料制備，物品組件表面涂層裝飾，層壓制品加工，印刷包裝油墨固化，火電站與垃圾站廢氣處理，半導(dǎo)體器件加工等</DIV>離子束離子注入摻雜半導(dǎo)體材料改性，金屬材料改性等中子中子嬗變摻雜半導(dǎo)體材料改性8第八頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)輻照交聯(lián)――物理交聯(lián)：1、采用經(jīng)過改性的聚乙烯絕緣料，通過擠出方式完成異體絕緣層的擠出后，將冷卻后的絕緣線芯，均勻通過高能電子加速器的輻照掃描窗口完成交聯(lián)過程。輻照交聯(lián)電纜料中不加入交聯(lián)劑，在交聯(lián)時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，通過能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的，因為電子帶有很高的能量，而且均勻地穿過(chuānɡuò)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的限制（一般不超過3.0Mev電子束有效穿透厚度為10mm以下。9第九頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m電流限制(A)線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)AV線束第十頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)AVS線束標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m電流限制(A)線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)11第十一頁，共57頁。1.1日標線(biāoxiàn)束種類和相關(guān)參數(shù)AVSS線束標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m電流限制(A)線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m電流限制(A)線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)CAVUS線束12第十二頁，共57頁。1.1日標線束種類和相關(guān)(xiāngguān)參數(shù)EB線束標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)HDEB線束第十三頁，共57頁。1.1日標線束種類(zhǒnglèi)和相關(guān)參數(shù)HDAV線束標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)AVX線束標稱尺寸導(dǎo)體絕緣層厚度（mm)成品外徑20℃時導(dǎo)體電阻m?/m電流限制(A)線束重量(g/m)標準長度(m)股數(shù)／直徑（mm)截面積（平方毫米）大約外徑（mm)標準（mm)最大（mm)14第十四頁，共57頁。1.2日標線束電流容量(róngliàng)的計算線束的電流容量：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(zàochénɡ)線纜絕緣層表皮變化，在設(shè)計電路時，實際應(yīng)用的電流限制值，并從其壽命的角度考慮（這個值應(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）。線束容許電流計算的前提條件：1、線束的壽命按每天3小時，10年的壽命計算。2、線束在使用壽命期間，最大溫度不超過下表給出的容許溫度。15第十五頁，共57頁。1.2日標線(biāoxiàn)束電流容量的計算線纜分類導(dǎo)體容許溫度容許電流的計算中采用的環(huán)境溫度AV和AVS80℃3040506070AVX100℃5060708090AEX120℃708090100110集束線纜容許電流(diànliú)的縮減系數(shù)：集束線纜容許電流(diànliú)的縮減系數(shù)，只能由同時通電的集束線纜數(shù)量決定，而非集束中所有線纜的數(shù)量。通過電流(diànliú)不強，不會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(dǎotǐ)容許溫度表16第十六頁，共57頁。1.2日標線束電流容量(róngliàng)的計算通電集束線束數(shù)量123456-78-1011-12縮減系數(shù)1.000.80.70.60.550.500.450.40集束線束容許電流(diànliú)縮減系數(shù)AVS線纜容許(róngxǔ)電流和電壓降第十七頁，共57頁。1.2日標線束電流容量(róngliàng)的計算AV線纜容許(róngxǔ)電流和電壓降18第十八頁，共57頁。1.2日標線(biāoxiàn)束電流容量的計算AVX線纜容許(róngxǔ)電流和電壓降19第十九頁，共57頁。1.2日標線(biāoxiàn)束電流容量的計算AEX線纜容許(róngxǔ)電流和電壓降20第二十頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算關(guān)于導(dǎo)線截面積的計算，提供經(jīng)驗公式交流：

公式一：

A=IρL/Ud

式中：I—電流A—導(dǎo)線截面積；Ud—允許最大電壓(diànyā)降損失；ρ—銅電阻率；L—導(dǎo)線長度。

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)線長度(chángdù)(m)0.0185---銅的電阻率(Ωmm2/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第二十一頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算1、計算(jìsuàn)負載電流I=P——12V×13.8V——12V根據(jù)計算(jìsuàn)出的負載電流，選擇允許提供負載電流的連接導(dǎo)線的截面積。在選擇電纜截面積時，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載的額定

電流，但因為融斷器的額定電流根據(jù)環(huán)境溫度變化而變化，所以需

要根據(jù)下圖來修正融斷器的額定電流。22第二十二頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算選擇融斷器時，如果負載會產(chǎn)生(chǎnshēng)脈沖電流的情況下：23第二十三頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算選擇融斷器時，如果負載會產(chǎn)生(chǎnshēng)脈沖電流的情況下：24第二十四頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算選擇融斷器時，如果負載會產(chǎn)生(chǎnshēng)脈沖電流的情況下：25第二十五頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算選擇(xuǎnzé)融斷器時，如果負載會產(chǎn)生脈沖電流的情況下：26第二十六頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算選擇(xuǎnzé)融斷器時，如果負載會產(chǎn)生脈沖電流的情況下：27第二十七頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算

熔斷器的計算公式：If=負載(fùzài)電流負載特性(tèxìng)系數(shù)×溫度系數(shù)負載峰值電流系數(shù)×負載特性系數(shù)：建議選擇07-0.75（高電流型選擇0.5）

負載峰值電流系數(shù)：如果峰值電流時間小于0.3秒，選擇系數(shù)為1，

如果峰值電流時間大于等于0.3秒，選擇系數(shù)為0.7。溫度系數(shù)：見下表

28第二十八頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算3、電纜與融斷器的匹配原則：a、電纜在工作(gōngzuò)環(huán)境溫度下的容許電流，大于融斷器在工作(gōngzuò)環(huán)境溫度下的最佳負載電流。b、極限要求為選擇電纜的煙化時間和電流的曲線，應(yīng)在熔斷器的融化時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(gōngzuò)溫度下的情況時，應(yīng)保證熔斷器在該溫度下200%額定電流時的熔斷時間，小于線束在該電流下的煙化時間。29第二十九頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算例用電器功率(gōnglǜ)為40W12V（導(dǎo)線的環(huán)境工作溫度為70度）峰值電流時間0.35秒熔斷器的環(huán)境工作溫度70度計算導(dǎo)線線徑和熔斷器容量30I負載(fùzài)=40W12V×13.8V12VI負載=3.83A1If=負載電流負載特性系數(shù)×溫度系數(shù)負載峰值電流系數(shù)×If=3.83A0.7×｛1-0.15%(70-23)｝×0.7If=8.41A2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，10A的熔斷器在70度時的最佳負載電流為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)負載電流3.83A初步確定電纜的截面積為AVS0.3或AV0.5。3第三十頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算31例根據(jù)“電纜與融斷器的匹配原則”的b項，熔斷(róngduàn)器在70℃5秒鐘的熔斷(róngduàn)電流為10A｛1-（70℃-23℃）0.15%｝×200%，結(jié)果為18.59A。通過將18.59A帶入上面的“線纜的熔斷(róngduàn)時間和電流”的表格中，AV和AVS的線束在18.59電流下的熔斷(róngduàn)時間都大于5秒鐘。7通過(tōngguò)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第三十一頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算AV線纜的熔斷(róngduàn)時間和電流32第三十二頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算AV線纜的熔斷(róngduàn)時間和電流（40℃）時間(shíjiān)：s33第三十三頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算AV線纜的熔斷時間(shíjiān)和電流34第三十四頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算AVS線纜的熔斷時間(shíjiān)和電流35第三十五頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算AVS線纜的熔斷時間(shíjiān)和電流（40℃）36第三十六頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算AVS線纜的熔斷時間(shíjiān)和電流37第三十七頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算AVX線纜的熔斷時間(shíjiān)和電流38第三十八頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算AVX線纜的熔斷(róngduàn)時間和電流39第三十九頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算AEX線纜的熔斷(róngduàn)時間和電流40第四十頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算AEX線纜的熔斷(róngduàn)時間和電流41第四十一頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算熔斷器的熔斷時間(shíjiān)和電流4、與融斷器匹配的電纜長度(chángdù)的計算以快速融斷器為例，在線束短路時，為了讓融斷器快速斷開，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第四十二頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算公式(gōngshì)為：r線≤12V——————I熔斷器×200%線束長度(chángdù)：L=r線——rr=r20｛1+0.00393（T1-20)｝I融斷器=

I23｛1-（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度（單位：米）r20為20℃時的電纜導(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×100043第四十三頁，共57頁。1.3汽車(qìchē)線束與融斷器的匹配計算例熔斷器10A（工作溫度40度）電纜(diànlǎn)AVS0.5mm（工作溫度40度）r=r20｛1+0.00393（T1-20)｝r=32.7m?｛1+0.00393(40-20

)r=32.7m?×1.0786r=35.27022m?I融斷器=I23｛1-（T1-23)0.15%｝I融斷器=10A｛1-17×0.15%)I融斷器=10A×97.45%I融斷器=9.745Ar線≤——————I熔斷器×200%×100012Vr線≤615.7m?——rr線L=——-------35.27022m?L=≤615.7m?L≤17.45m4412345第四十四頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算熔斷器和連接(liánjiē)電纜（環(huán)境溫度在40℃時AV和AVS電纜）方額定電流界面(jièmiàn)面積（mm2)過流容許電纜電阻類型刃型熔斷器大電流熔斷器45第四十五頁，共57頁。1.3汽車線束與融斷器的匹配(pǐpèi)計算熔斷器和連接(liánjiē)電纜（環(huán)境溫度在80℃時AVX電纜）方額定電流界面(jièmiàn)面積（mm2)過流容許電纜電阻類型刃型熔斷器大電流熔斷器46第四十六頁，共57頁。1.4線束起火(qǐhuǒ)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(diànlǎn)短路時因電流小于融斷器的200%，所以融斷器不能立刻斷開，導(dǎo)致電纜(diànlǎn)發(fā)熱起火。2、電纜(diànlǎn)的絕緣層破損，與車架虛接，使熔斷器與線束虛接點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，導(dǎo)致電纜(diànlǎn)發(fā)熱起火。3、設(shè)計錯誤，使電纜(diànlǎn)長期處于過載狀態(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。5、用電器內(nèi)部短路，因電流小于熔斷器的斷開電流，所以導(dǎo)致用電器起火。47第四十七頁，共57頁。1.4線束起火(qǐhuǒ)分析48第四十八頁，共57頁。2.1線束布置基本(jīběn)要求1、線束走向的注意事項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、為了降低線束的長度，盡量選擇H型布線。c、在線束過銳邊或過孔時應(yīng)注意保護。d、布線時盡量避開或遠離熱源。f、確保與運動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(fánɡshuǐ)。h、對于線徑d小于等于35mm的線束，線束內(nèi)圓角半徑r應(yīng)大于d。當線徑d大于35mm時，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(fánɡshuǐ)。k、線束布置應(yīng)避開燃油管路。l、門線束的孔位要低于車身側(cè)的孔位，以免液沿著線束流進車身內(nèi)部。

49第四十九頁，共57頁。2.1線束布置基本(jīběn)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，或簡單拆卸一些車身件后，可以觸及插接件。b、對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(yìngyòng)顏色，大小，內(nèi)部定位等方法，防止錯裝。d、插接件末端的線束應(yīng)預(yù)留一定的長度，以便于插接件的插拔，對于開關(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度。e、保險盒的線束要留有足夠的余量，以方便保險盒的拆卸。f、線束要充分考慮可更換性，因而要根據(jù)車型的實際情況和結(jié)構(gòu)，進行合理分段。50第五十頁，共57頁。2.1線束布置(bùz