混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)思考

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摘要:E/E是汽車(chē)的重要組成部分,而電路是E/E的主體,是電力和電信號(hào)傳輸?shù)闹匾ǖ?由于混合動(dòng)力重型汽車(chē)電子電氣系統(tǒng)增加了許多模塊使得電路變得比較復(fù)雜,如何設(shè)計(jì)可靠性的電路,滿足重型汽車(chē)安全行駛需要,是汽車(chē)制造技術(shù)的關(guān)鍵.

關(guān)鍵詞:混合動(dòng)力;重型汽車(chē);電路設(shè)計(jì);可靠性

混合動(dòng)力汽車(chē)就是有兩種或兩種以上儲(chǔ)能器作為驅(qū)動(dòng)能源的汽車(chē).由于混合動(dòng)力重型汽車(chē)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,因此電路變得更為復(fù)雜,如何優(yōu)化電路設(shè)計(jì),提高電路相應(yīng)速度是發(fā)展新能源汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù).

1混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)原則

混合動(dòng)力重型汽車(chē)相比傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)而言其增加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池組,而且重型汽車(chē)由于行駛的震動(dòng)量較大、防水性較差,因此對(duì)電路設(shè)計(jì)提出了更高的要求:首先要滿足汽車(chē)行駛功能的要求;其次要具有可靠性和安全性,電路作為混合動(dòng)力汽車(chē)信號(hào)和動(dòng)力傳輸通道,一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故,因此電路設(shè)計(jì)需要將安全與可靠性作為設(shè)計(jì)的核心原則;最后是具有實(shí)時(shí)性.電路系統(tǒng)的特點(diǎn)就是及時(shí)將各種事件進(jìn)行相應(yīng).總之,汽車(chē)的電路系統(tǒng)只有在所有子回路都正常運(yùn)行的情況下才能夠正常運(yùn)行,因此相比普通汽車(chē)電路,混合動(dòng)力汽車(chē)的電路多出了高壓電路.

2混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)

2．1高壓電路可靠性設(shè)計(jì)

高壓電路可靠性設(shè)計(jì)主要包括:一是高壓導(dǎo)向的可靠性分析與設(shè)計(jì).高壓導(dǎo)線是高壓電路的重要組成部分,基于傳輸功率的考慮,需要選擇絕緣的材料,以某型號(hào)的混合環(huán)衛(wèi)汽車(chē)為例,該車(chē)處于純電機(jī)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候,峰值電流達(dá)到280A,電路電流達(dá)到208A,再加上其它設(shè)備的應(yīng)用,其電流瞬間可以達(dá)到210A,因此為降低能源損耗,避免因?yàn)殡娐愤^(guò)大而導(dǎo)致出現(xiàn)電路短路問(wèn)題,需要選擇電阻小的導(dǎo)向.二是插座器的可靠性分析.線路連接需要插座器的作用,插座器主要是將線束分段進(jìn)行連接,以此便于后期的拆裝與維修等.插座器主要有端子和護(hù)套組成.混合動(dòng)力重型汽車(chē)流經(jīng)插座器的電路比較大,因此類似于針狀的端子可能會(huì)出現(xiàn)“熱點(diǎn)”現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致端子的融合出現(xiàn)損壞,而且可能會(huì)在汽車(chē)時(shí)候過(guò)程中因?yàn)橥獠恳蛩囟鴮?dǎo)致短路,因此在插座器的設(shè)計(jì)中需要做好防水性設(shè)計(jì),具體就是將插座器侵入5％的NaCl液體中,以此提高防水性能.另外還需要進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)、安裝橡膠護(hù)套.三是繼電器的可靠性設(shè)計(jì).混合動(dòng)力汽車(chē)的繼電器屬于電磁式,因此設(shè)計(jì)的繼電器觸頭額定電流比較大,一般選擇晶閘管.

2．2低壓電路設(shè)計(jì)

一是傳導(dǎo)干擾設(shè)計(jì).傳導(dǎo)干擾是電氣設(shè)備之間產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)公共電源線相互產(chǎn)生的,具體在混合動(dòng)力汽車(chē)中傳導(dǎo)干擾主要包括:電源線、共開(kāi)關(guān)量抖動(dòng)干擾等,由于受到線路設(shè)計(jì)的不同,其可以分為感性負(fù)荷開(kāi)路瞬變干擾和觸點(diǎn)回路的抖動(dòng)干擾.二是耦合干擾可靠性設(shè)計(jì).耦合干擾就是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)空間耦合傳遞給另一電子設(shè)備.其主要包括感性耦合干擾和容性耦合干擾.

2．3電路布局設(shè)計(jì)

混合動(dòng)力汽車(chē)的電路數(shù)量比較多,優(yōu)化線路布局是提高電器元件使用壽命,增強(qiáng)電氣系統(tǒng)工作可靠性的重要舉措,而各個(gè)控制器與電氣設(shè)備的安裝位置影響線束的走向,因此需要合理布局各個(gè)電氣設(shè)備.一是電氣模塊布局的設(shè)計(jì).由于汽車(chē)行駛的震動(dòng)比較大,因此在安裝電氣模塊時(shí)需要考慮以下因素:振動(dòng)、散熱、防水以及安全.二是線束的走向設(shè)計(jì).線束走向是電氣設(shè)備安裝的前提,合理的走向不僅有助于降低線路故障的檢測(cè)效率,而且還可以提高其使用壽命.在進(jìn)行線束的走向布局前需要對(duì)線束進(jìn)行包扎,這樣做的目的就是提高線束的耐磨性和抵御高溫性.結(jié)合實(shí)踐我們經(jīng)常使用的包扎材料有熱縮管、膠帶以及紋波管等.具體走向就是:將整車(chē)的線路固定在混合動(dòng)力汽車(chē)的車(chē)架上,按照車(chē)架右縱梁凹槽進(jìn)行布線.

2．4基于CAN總線的設(shè)計(jì)

在混合動(dòng)力重型汽車(chē)中CAN總線有著廣泛的應(yīng)用,使用CAN總線能夠有效減少各個(gè)部件之間的線路連接,降低回路的數(shù)量,進(jìn)而避免出現(xiàn)線路短路故障.CAN總線一般使用雙絞線作為傳輸介質(zhì),這樣可以避免信號(hào)干擾.

3混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)可靠性實(shí)驗(yàn)

基于上述的電路設(shè)計(jì),通過(guò)運(yùn)用相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行檢測(cè)以此判定電路的可靠性:首先依據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)規(guī)定對(duì)汽車(chē)的車(chē)身控制器和IC儀表的CAN總線進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),該電路具有較強(qiáng)的抗傳導(dǎo)干擾和耦合干擾能力;其次對(duì)整車(chē)的可靠性實(shí)驗(yàn).將實(shí)驗(yàn)汽車(chē)按照不同的路況進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并且按照啟動(dòng)、行駛、制動(dòng)以及車(chē)速等環(huán)節(jié)的控制記錄相關(guān)的數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析:整車(chē)的電路設(shè)計(jì)可靠性符合汽車(chē)安全行駛的要求,對(duì)于出現(xiàn)的細(xì)微故障主要是因?yàn)殡姎庠艿秸駝?dòng)而引起的,由此可見(jiàn),振動(dòng)是混合動(dòng)力重型汽車(chē)可靠性的重要因素.

4結(jié)束語(yǔ)

總之,混合動(dòng)力重型汽車(chē)的電路設(shè)計(jì)工作尤為重要,隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是新能源汽車(chē)在社會(huì)中普及,我們要科學(xué)設(shè)計(jì)電路,優(yōu)化電路布局,以此提高我國(guó)新能源汽車(chē)制造業(yè)的健康發(fā)展.

參考文獻(xiàn)

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作者：杜利航 單位：河北金地?cái)?shù)碼科技有限公司