汽车线束设计及布置基础（PPT57页)bxtj

激情 学习 梦想,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,2.2 CATIA,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,序号,电线符号,名称,工作温度,1,AV,车用低压电线,80,2,AVS,车用薄皮低压电线,80,3,AVSS,车用极薄皮低压电线,80,4,HDAV,车用厚皮低压电线,80,5,CAV,车用压缩导体低压电线,80,6,CAVUS,车用压缩导体极薄低压电线,80,7,AVX,车用耐热低压电线,100,8,AEX,车用超耐热低压电线,120,9,AVFF,车用耐弯曲低压电线,80,10,EB,电瓶专用线,80,11,HDEB,电瓶厚皮专用线,80,12,SHIELD,屏蔽线,80,13,TWISTCABLE,双绞线,80,4,1.1,日标线束种类和相关参数,序号,电线符号,绝缘材料,适应温度,1,AV,AVS/AVSS,车用聚氯乙烯,80,2,AVX,车用辐照交联,PVC,混合物,100,3,AEX,车用辐照交联聚乙烯混合物,120,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,、,radiation processing,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,电离辐电离辐射射,工 艺 过 程,应 用 实 例,射线,有机高分子材料聚合（或接枝聚合），杀虫、消毒、灭菌，抑制果实早熟、根茎发芽，装饰品材料改性等,医疗用品消毒灭菌，电池隔膜与,塑材料制备，农产品、水产品、畜产品与食品的保藏，商品养护，档案与文物保存，珍珠、玉石、玻璃色质改善等,电子束,高分子材料交联，表面涂层固化，废气无害化，半导体改性等,提高电线电缆绝缘层耐热性，热收缩材料制备，物品组件表面涂层装饰，层压制品加工，印刷包装油墨固化，火电站与垃圾站废气处理，半导体器件加工等,离子束,离子注入掺杂,半导体材料改性，金属材料改性等,中 子,中子嬗变掺杂,半导体材料改性,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,标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,电流限制,(A),线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),AV,线束,1.1,日标线束种类和相关参数,AVS,线束,标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,电流限制,(A),线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),11,1.1,日标线束种类和相关参数,AVSS,线束,标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,电流限制,(A),线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,电流限制,(A),线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),CAVUS,线束,12,1.1,日标线束种类和相关参数,EB,线束,标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),HDEB,线束,1.1,日标线束种类和相关参数,HDAV,线束,标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),AVX,线束,标称尺寸,导体,绝缘层厚度,（,mm),成品外径,20,时导体电阻,m,/m,电流限制,(A),线束重量,(g/m),标准长度,(m),股数直径（,mm),截面积（平方毫米）,大约外径（,mm),标准（,mm),最大（,mm),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,线缆分类,导体容许温度,容许电流的计算中采用的环境温度,AV,和,AVS,80,30 40 50 60 70,AVX,100,50 60 70 80 90,AEX,120,70 80 90 100 110,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,通电集束线束数量,1,2,3,4,5,6-7,8-10,11-12,缩减系数,1.00,0.8,0.7,0.6,0.55,0.50,0.45,0.40,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：,I,f,=,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,28,1.3,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。,29,1.3,汽车线束与融断器的匹配计算,例,用电器功率为,40W 12V,（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,30,I,负载,=,40W,12V,13.8V,12V,I,负载,=,3.83A,1,I,f,=,负载电流,负载特性系数,温度系数,负载峰值电流系数,I,f,=,3.83A,0.7,1-0.15%(70-23),0.7,I,f,=,8.41A,2,根据,I,f,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,10A 0.7 ,1-,（,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,31,例,根据“电缆与融断器的匹配原则”的,b,项，熔断器在,70,5,秒钟的熔断电流为,10A,1-,（,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,32,1.3,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,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,34,1.3,汽车线束与融断器的匹配计算,AVS,线缆的熔断时间和电流,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（,40 ,）,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,37,1.3,汽车线束与融断器的匹配计算,AVX,线缆的熔断时间和电流,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,AEX,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,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。,42,1.3,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= r,20,1+0.00393,（,T1-20),I,融断器,=,I,23,1-,（,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）,r,20,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,1000,43,1.3,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,AVS 0.5mm,（工作温度,40,度）,r= r,20,1+0.00393,（,T1-20),r=,32.7m,1+0.00393(40-20,),r=,32.7m, ,1.0786,r=,35.27022m,I,融断器,=,I,23,1-,（,T1-23)0.15%,I,融断器,=,10A,1-170.15%),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,L,17.45m,44,1,2,3,4,5,1.3,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（,mm,2,),过流,容许电缆电阻,类型,刃型熔断器,大电流熔断器,45,1.3,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（,mm,2,),过流,容许电缆电阻,类型,刃型熔断器,大电流熔断器,46,1.4,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。,47,1.4,线束起火分析,48,2.1,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。,49,2.1,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。,50,2.1,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,、线束外漏和与车身产生摩擦的部分用波纹管进行保护，距离排气管,较近的部位采用,150,度的闭口波纹管。,51,2.1,线束布置基本要求,4,、线束的运动校核,a,、四门线束与车身连接处要预留足够的长度，而且还要防止关,门后，线束过多的积聚。,b,、发动机与机舱线束之间预留一定的长度，防止发动机抖动时，,使线束受到拉力（柴油车要预留多一些）。,c,、电动座椅座椅等线束，应充分考虑线束是否会与其他零部件,产生摩擦。,d,、一些线束与车身产生平行运动，发出声音的部位，应增加海面或固,定，以免产生噪音。,52,2.1,线束布置基本要求,5,、线束美观性（外漏线束）,a,、线束走向应与依附件方向一致，主线束尽量避免斜方向布置。,b,、机舱线束建议全部采用黑色，插接件也采用黑色。,c,、发动机上方的线束如果太乱，建议开发整体线束护板。,d,、机舱线束能放到横梁下方的，不放的上方；能放到内侧的，不放到,外侧。,53,2.2 CATIA,三维布线的基本应用,线束新建和组装,线束新建,定义保护端子护套等,54,2.2 CATIA,三维布线的基本应用,55,2.2 CATIA,三维布线的基本应用,56,三、电器未来发展和总结,汽车电器未来发展：,智能化控制程度越来越高，电子模块越来越多。,通讯速度越来越快，通讯信息量越来越大，,CAN,，,FlexRay,MOST,等通,讯方式已经成为未来的发展方向。,底盘和电器之间关系越来越密切，除发动机，,ABS/ESP,外，电动助力转向，自动变速器，四驱，电子悬置，电子悬架，混合动力等全部利用电控方式。,57,