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汽車軟板廠淺談汽車線束設(shè)計(jì)思路及零件選型

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人氣:609發(fā)布日期:2023-12-26 10:16【

汽車軟板廠講汽車線束設(shè)計(jì)基本思路是,根據(jù)用電設(shè)備需求,確定線路回路并計(jì)算出各回路特別是大功率設(shè)備的電壓電流,根據(jù)用電設(shè)備選擇對(duì)配的連接器,根據(jù)電流確定線束截面積,然后設(shè)計(jì)線束走向。

 

 

線束設(shè)計(jì)概述

1 線束開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)基本流程如下:

 

(1)根據(jù)主機(jī)廠要求的功能表,將和線束連接的功能件全部列出,并與對(duì)應(yīng)的電器工程師確認(rèn)元件功能,獲取 ICD 信息,確定電器原理布局圖。對(duì)各 ECU 系統(tǒng)的原理進(jìn)行核對(duì),將各個(gè)功能部件整合為一份完成的線束原理圖,一般電源系統(tǒng)和接地部分可以采用鉚接點(diǎn)合并在一起。同時(shí)核對(duì)各功能系統(tǒng)的電流大小,(包含過(guò)電流或堵轉(zhuǎn)電流等),確保能滿足例如電機(jī),開(kāi)關(guān),保險(xiǎn)絲,吹風(fēng)等用電系統(tǒng)的工作需求。

(2) 進(jìn)行初3D分布圖的設(shè)計(jì),按照線束通用工藝的加工和組裝順序,使用 CATIA 或 UG 軟件完成線束的走向分布。此過(guò)程中要基本定義出保險(xiǎn)絲盒的安裝位置,初始 3D 分布圖紙一般要預(yù)留一定的余量。

(3)進(jìn)行 2D 圖紙的轉(zhuǎn)化,2D 圖紙參考行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),例如 QC29106 標(biāo)準(zhǔn)中有相關(guān)要求。

(4)根據(jù)初始 2D 圖紙,制作手工線束樣件,并在汽車中試裝。

(5)根據(jù)實(shí)際試裝結(jié)果和試運(yùn)行結(jié)果,線束 3D 布線工程師對(duì)導(dǎo)線走向或長(zhǎng)度在進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,要考慮動(dòng)態(tài)情況。

(6)線束是配合整車電器功能件的安裝連接,由于各電器系統(tǒng)或整車安裝要求,線束一般需要配合各系統(tǒng)進(jìn)行不斷的調(diào)整,優(yōu)化,即整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程也是設(shè)計(jì)不斷的優(yōu)化和更新的過(guò)程。

 

 

設(shè)計(jì)方法

1、線束原理設(shè)計(jì)

 

(1)向整車廠需求整車電器功能,電流要求及其他特殊要求。并確認(rèn)電器件的安裝地點(diǎn),電器件和線束的裝配方式,工作環(huán)境等所有信息。

(2)參考客戶需要實(shí)現(xiàn)的功能和方式,制作電器原理圖和線路布置圖。

(3)對(duì)每個(gè)電器部件系統(tǒng)進(jìn)行能源分配,包括電源線,接地線的分配。

(4)導(dǎo)線線徑的確定。首先由電器件的實(shí)際功率獲取導(dǎo)線需要通過(guò)的電流;長(zhǎng)期工作部件使用實(shí)際載流量60% 的導(dǎo)線(例如加熱系統(tǒng),娛樂(lè)系統(tǒng),安全系統(tǒng));短時(shí)間工作部件使用實(shí)際載流量 60%-100% 之間的導(dǎo)線。(例如座椅調(diào)節(jié)電機(jī),車窗升降電機(jī),調(diào)角器等)。

 

2、3D 布線設(shè)計(jì)

線束三維走向一般是在滿足整車電器安裝前提下,結(jié)合車身鈑金布局走向和開(kāi)孔開(kāi)槽設(shè)計(jì),進(jìn)行整體布局。尤其線束的分段設(shè)計(jì)和主干定位更要考慮整體的布局。

 

2.1 汽車線束三維布線的要求

汽車線束三維布線從有到無(wú)是一個(gè)復(fù)雜的工程,主要參考如下幾點(diǎn):

(1)保證所有電氣功能區(qū)易于裝配,總裝工段盡量簡(jiǎn)單,便于安裝。如果有不宜與直接安裝的部位,可以考慮內(nèi)置對(duì)手件,單獨(dú)安裝后再組裝到一起(這樣成本方面會(huì)有提升)。門板,內(nèi)飾等尾巴線可以單獨(dú)裝配。盡量保障傳統(tǒng)的工藝過(guò)程和工裝即可實(shí)現(xiàn)裝配工序。

(2)裝配之外,還要重視保養(yǎng)和維修,同樣需要便于拆卸,即通常說(shuō)的 DFD(design for disassembly),維修時(shí)只拆除一段線,比拆除整根線束要易于操作的多,同時(shí)節(jié)約成本,降低風(fēng)險(xiǎn)隱患。

 

2.2 線束布置其他細(xì)節(jié)點(diǎn)

線束布置除了以上所說(shuō)的便于裝配和拆卸外,還需要考慮如下細(xì)節(jié)點(diǎn):

(1)預(yù)留足夠的余量,(即使在公差下限情況下),尤其針對(duì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)或多個(gè)部件之間的線束,一定要考慮極限位置所需要的長(zhǎng)度。

(2)線束不能一直處于繃緊狀態(tài),否則會(huì)對(duì)導(dǎo)線銅片持續(xù)形成內(nèi)應(yīng)力,加速其老化過(guò)程。

(3)線束一般需要隔段用卡扣或卡槽的固定,不能有太長(zhǎng)自由狀態(tài)。

 

FPC廠講線束零件選型

1、導(dǎo)線選型

線束選擇導(dǎo)線重點(diǎn)考慮線束需要實(shí)現(xiàn)的功能和環(huán)境。例如發(fā)動(dòng)機(jī)線束,艙內(nèi)溫度很高且腐蝕性物質(zhì)多,所以要選擇乃高溫,耐油類腐蝕的材料,例如鐵氟龍或交聯(lián) PE 類。

 

后備箱或車門反復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁,要選擇彈性比較高的線束,例如 TPE 類或橡膠類。對(duì)于一些弱信號(hào)類,一般要使用復(fù)合屏蔽線,例如爆震傳感器線束等。駕駛室內(nèi)要求相對(duì)較低,可以考慮使用 PVC 類線束,節(jié)約成本并對(duì)輕量化有裨益。

 

2、連接器

連接器是線束最重要的部件,直接確定線束能否實(shí)現(xiàn)最核心的連接功能,對(duì)電器系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著決定性作用。

 

2.1 插接件的選型要求

首先是和電器組件的配合,機(jī)械插入保持力符合使用要求,優(yōu)先選擇帶二次鎖的設(shè)計(jì)。接觸電阻盡可能低。絕緣電阻和過(guò)電流符合導(dǎo)線的工作電流要求。對(duì)于處在濕區(qū)的線束,需要選擇防水護(hù)套,并配合適的密封圈或盲堵,達(dá)到不同區(qū)域不同防水等級(jí)的要求。

 

2.2 插接件原材料性能

①護(hù)套材質(zhì)(塑膠件):

目 前 連 接 器 常 用 材 質(zhì) 主 要 有 PA66, PBT,ABS 等,一般需要增加一些添加劑以增加材料的性能,例如添加玻璃纖維,增加強(qiáng)度,添加增塑劑,增加軟度。

②端子材質(zhì)(銅件):

端子一般常用的材料是黃銅,青銅和銅合金,黃銅有較強(qiáng)的耐磨性能,青銅鑄造性好,耐磨且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,銅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性﹑導(dǎo)熱性﹑延展性和耐蝕性,另外,考慮鹽霧和老化,端子一般需要增加不同的鍍層,鍍錫,鍍金等。

 

2.3 接插件分類

按照接插件對(duì)配形式可以分為:線對(duì)線,線對(duì)板。

① 線對(duì)線

線對(duì)線連接包括了線對(duì)線纜或者線纜對(duì)線纜的形式,其定義特征是兩根單線個(gè)體或者是兩條線纜中的對(duì)應(yīng)導(dǎo)線相互永久性連接。

②線對(duì)板

線對(duì)板連接主要是一端連接器是與線或線纜相連,另一端連接器上端子固定,與基板焊接相連的一種連接。

 

線束包覆設(shè)計(jì)

汽車線束在車內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間受到各種外界因數(shù)的影響,比如油污、灰塵、摩擦、仿水生銹等,如果線束上面沒(méi)有保護(hù)材料,線材暴露在外很容易受到損傷,例如斷線短路等,可能造成功能失效。包扎常用的幾款材料如下:

1、波紋管

波紋管是汽車線束用到的最重要的線束保護(hù)材料,一般分為單邊開(kāi)口和密封型套管。

采用材質(zhì)為 PE、PA6/66、PP 等,耐溫一般在 -40℃~ 85℃, -40℃~ 125℃以及 -40℃~150℃三個(gè)等級(jí)。耐磨性較好,在高溫區(qū)耐高溫性、阻燃性、耐熱性都很好。PA 材質(zhì)在阻燃、耐磨方面較好,PP 材質(zhì)在抗彎曲疲勞性方面較有優(yōu)勢(shì)。

 

2、膠帶

膠帶是線束中應(yīng)用最為廣泛的包覆方式,主要分為 PVC 膠帶,絨布膠帶和布基膠帶三類。PVC 膠帶絕緣性能較好,耐溫一般在 80℃,改良后一般也只有 105 ℃,降噪行不好,且包覆完成后線束偏硬,目前 VOC 效果一般較差。絨布膠帶和布基膠帶的基材一般都是 PET,絨布膠帶耐溫在 105 ℃左右,降噪性好,包覆完成后線束比較軟。布基膠帶耐磨性最好,一般可以達(dá)到 D 級(jí)或 E 級(jí)的耐磨等級(jí),耐溫也可以達(dá)到 150 ℃,但價(jià)格偏高,一般用在過(guò)孔或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。

 

3、編織網(wǎng)管

編織網(wǎng)管的材質(zhì)一般為 PA66 單絲或 PET單絲編織而成,一般有開(kāi)口型和閉口型,特點(diǎn)是耐磨性非常高,但是降噪性和成本也較高。一般用在長(zhǎng)期相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位。

 

 

柔性電路板廠了解到,總之,汽車線束被稱為汽車的血管系統(tǒng),隨著汽車的飛速發(fā)展和使用體驗(yàn)的不斷提高,對(duì)汽車線束的要求也在不斷提高,更需要汽車線束人不斷的研究開(kāi)發(fā)新方案,才能應(yīng)對(duì)日新月異的需求。

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