2019-04-25 06:38:13| 來源:admin| 瀏覽量:1365
不管是設計一款新車型,還是在原有車輛基礎上進行電氣設備的增加,一般都會涉及線束的增加或優(yōu)化。
首先我們要明白,汽車電氣設備的特點是:低壓直流,單線制,負極搭鐵。當然,能進行汽車線束優(yōu)化設計的,都是一些對電氣和汽車相當專業(yè)的人員進行了,市場上的汽車裝飾美容店,大多都是能用就是正常,保險跳了、線束燒了、設備冒煙了就換種接法,換個設備。這不算是專業(yè),當然也不是瞎搞,算是業(yè)余的專業(yè)人士了。
我們本次主要探究線束的排布和線束的線徑選擇優(yōu)化,在實現(xiàn)功能的基礎上,如何做到穩(wěn)定、節(jié)省材料、便于安裝等。這里就不以實車線束來探究了,我們選擇幾個元件和相對位置進行。因為不管是造車還是改裝,若是從功能實現(xiàn)上來說,只要有開關、電源、導線、負載,再確定各自的相互位置,使用導線將元件依據(jù)規(guī)則進行連接即可。我們假設需要增加兩個燈泡,同時需要兩個開關分開控制。材料如下?! ?/p>
元件如下
電源 |
電壓12-14V |
電池容量90Ah |
開關S1、S2 |
電壓250VAC/DC |
電流15A |
燈L1 |
電壓14V |
功率5W |
燈L2 |
電壓14V |
功率21W |
導線 |
電壓500VAC |
材質(zhì)多芯銅 |
依據(jù)上表及,繪制電路線束簡圖。連接線加工
從圖中可以看出,總共使用導線34.4米,且不論成本等因素,這么布線,功能實現(xiàn)上肯定是沒有問題的。這也是大多數(shù)業(yè)余人員或者修理廠增加線束時的操作方法,不管什么電壓電流功率,感覺上可靠就這么用,布線上也是直來直去,當然,大多數(shù)時候,采用的導線都是比較粗的,所以很少出現(xiàn)過載燒壞的情況,新聞上所出現(xiàn)的哪些,屬于極少數(shù)接線不當或功率過大導致的線束過熱,造成車輛起火。這就要求我們在設計線束時,不能僅僅考慮功能的實現(xiàn),還應考慮現(xiàn)實環(huán)境的其他因素,尤其是電流和溫度,當然也不能因為怕起火,就能粗就粗,這么做,除了顯示出設計人員的水平很菜,還表現(xiàn)出對車輛成本把控的失控。對線束不了解,后期再在線束上增加部件或更換新元件,就更加手足無措。為車輛的安全埋下隱患。
布線大致走線有了,接著就是對走線位置方向一致的,功能相同的進行合并,減少線束中線的數(shù)量,節(jié)約成本的同時,增加穩(wěn)定性,從圖中可以看出,正極供電線一部分出現(xiàn)了重合,接地線也有一部分重合了。一但涉及到并線,就需要考慮原有線束的電流了,以確定新線需要多大的直徑,合適的同時防止過載。接下來計算下L1、L2的電流大小。燈泡為純阻性負載,P=IU,電路中若有其他元件,如感性負載,請注意參看負載銘牌。
L1:
當電壓為14V時,I1=5W/14V=0.357A。
L2:
當電壓為14V時,I2=21W/14V=1.500A。
考慮到蓄電池供電的情況,會出現(xiàn)12V供電,計算當電壓為12V時,L1、L2的電流。
R1=142/5=39.2歐姆,
R2=142/21=9.3歐姆。
I1’=12/39.2=0.306A,
I2’=12/9.3=1.286A。
電壓下降時,電流也變小了,此處我們只考慮電流最大的情況,則各線束上的電流為:
001A-002-000A電流為0.357A
001B-003-000B電流為1.500A
001、000電流為1.875A
接下來我們需要對線束的線徑做下優(yōu)化,電流知道了,那么電線到底會不會超載,需要一個具體的量去衡量,而不是靠感覺和經(jīng)驗。
在銅線中,截面積2.5平方毫米以下的,載流量一般取導線截面積的9倍。
同樣不是所有線徑都可以用的,行業(yè)對銅線有相應的規(guī)則,就像我們?nèi)∮秒娮枰粯?,你要使用一個1.1K的電阻,就得1K加100歐的方式,銅線的截面積也有相應的規(guī)則,除非你定制,考慮成本,使用標準就可以。
截面積mm2 |
0.5 |
0.75 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
電流A |
4.5 |
6.75 |
9 |
13.5 |
18 |
這些電流都是經(jīng)常使用時的載流量,實際可以短時間超載。依據(jù)載流量,選擇導線后,電路圖優(yōu)化如下圖4,因為汽車均是單線制,車身屬于鋼鐵金屬結(jié)構(gòu),作為電源系統(tǒng)的負極,所以負載可以選擇就近搭鐵。
至此,線束滿足了基本供電需求,同時線束也完成了優(yōu)化,但是實際使用中,還應考慮使用環(huán)境的溫度變化、線束承受的拉力、線束的走向及布置形式、環(huán)境的濕度、周圍電磁場的影響等,為了避免這些因素的作用,在一般負載線路中,會留有1倍到1.5倍的余量,避免線束發(fā)熱或其他異常。
此處按1.5倍余量進行。
001A-002-000A電流為0.8925A,
001B-003-000B電流為3.75A,
001、000電流為4.6875A,
線束也不能與之前匹配了,重新優(yōu)化線束后
001A-002-000A電流為0.8925A,線徑0.5,長度11米
001B-003-000B電流為3.75A,線徑1.0,長度8.2米
001電流為4.6875A,線徑1.0,長度2.3米
000電流為4.6875A,線徑1.0,長度0.1米
原理上,已經(jīng)結(jié)束,接著就是需要測繪線束的線束圖了,這包含了使用什么樣的插件,使用什么線束包覆材料,使用什么樣的接頭等等,還有工藝要求等。這些相關的規(guī)定組合到一起,才會組成一根線束的成品,最后制造完成,進行電氣導通測試即可算是合格了。