从汽车整车电气原理到2D线束的转化设计研究

  前言

    在电气原理设计中，是将整车电气系统利用符号进行合理的连接，从而对电路的原理、电气系统部件的连接关系等进行清晰的反映，有利于快速的对电气设备故障进行排除。线束3D设计，能够对不同区域的固形形式、固定孔位、保护情况、过孔密封、线束直径等进行模拟仿真，对装配的干涉情况进行验证。

    一、线束总体方案的设计原则

    应当按照电气原理的要求，分配能源给每个线路和子系统。在线束的设计中，其中心通常为中央电器盒，从而达到方便检修、降低成本、节省空间、集中供电等目的。在整车线束设计当中，共有三个电器盒，分别为发动机舱电器盒、仪表电器盒和电源总熔断电器盒。在线束设计过程中，应当重视其可靠性和安全性，防止热聚积的情况，同时应当便于生产和装配。因此要分段和分组设计线束，划分同一子系统或统一部位为一组。同时应当避免过多的分段，以免影响电性能，产生过大的电压，或引发电器故障。

    另外，在线束设计中，应当尽量缩短走向，降低线路压降。在满足强度和性能的基础上，尽量缩小线束截面积。对于线束搭铁应当具备防信号干扰、安全牢靠等特点，针对不同的电器件，应当采用不同的组合方式。在保护和固定线束时，应当避免干涉、摩擦、噪声等情况。此外，还要考虑到维修和装配的便利性、线束连接处的易操作性、贯通处的集合弯曲限度等。

    二、2D线束设计的基本流程

    应当按照负载的分配情况、电气原理要求等因素，对熔断器盒进行适当的设计。例如，在某款SUV汽车当中，共设计了三个电器盒。其中，电源总熔断器盒对总熔断器进行了集结，对前舱电器盒与仪表电器盒分配总电源。导电片的前部配合安装正极接头，后部与电源分配接柱之间利用平板式熔断片进行连接，并且用螺栓紧固。仪表电器盒与前舱电器盒对于全车负载分配进行集结，线路板结构利用PCB印制。在电气部分外壳上直接插入线束保护套，防止发生铜条结构的不良接触，对装配线束较为有利。

    在对电路走向加以分析的基础上，对全车线束的结合情况与分段设计图进行绘制。结合线路走向和电器件布置，对全车清晰的2D布线图进行绘制，为线路走向和2D线束图的绘制提供参考依据。在综合设计各段线束的过程中，主要包括设计线束固定保护、制定插接件引脚定义、选取适当材料等。通过以上步骤的准备，最后绘制出相应的2D线束图。

    三、各段线束的综合设计

    （一）仪表板

    在车辆当中，仪表板线束的作用主要是对各类开关等控制模块进行集结，以及对全车负荷进行集中分配等。在驾驶员对指令的发出和对信号的接收方面，发挥着不可替代的重要作用。由于仪表板具备相对良好的工作环境，因此对于选取材料等方面的要求不是很高。不过，由于其是全车电气的核心，因此要求具备较高的电性能。

    （二）发动机舱和发动机

    在发动机舱线束中，对空调、洗涤刮水器、报警灯、照明灯等电器设备的线束进行了集结。在这一位置当中，振动较大、温度较高、工作环境相对比较恶劣。同时，还要考虑到挥发性气体的腐蚀、工业溶剂和水的预防，因此对于材料选择等方面，具有较高的要求。

    （三）驾驶室内

    在汽车的驾驶室当中，电器设备线束的数量较少，主要是发挥对接其他线束，进行回路的过渡。其工作环境较为一般，但是车身上具有很多的锋利部位，因此应当对其外观的包扎进行良好的设计。此外，在其它方面并没有特殊的要求。

    （四）车门

    在车门线束当中，主要是对闭锁系统、扬声器、后视镜电动机、玻璃升降系统等进行集合。在车门位置，内饰板对线束进行了较为良好的覆盖，因此工作环境较为理想。由于考虑到车门需要经常性的进行开关，因此线束材料应当具备较高的强度。

    （五）蓄电池

    蓄电池中的线束分为负极线和正极线，在全车电流负荷当中，它是最终的集结点和供电的源头。因此，对于全车的电器性能发挥来说，蓄电池线束的设计质量，将会产生直接的影响。如果设计不合理，甚至可能会引发重大的安全事故。

    四、2D线束图的绘制

    在完成线束设计之后，就应当进行2D线束图的绘制。在线束图当中，必须对线束分支的实际走线进行准确的描述，同时可添加一些文字说明，以便于理解。在图纸中，应当按照原物的外形绘制熔断丝盒、插接件等产品，同时标明定位结构。采用前端正视投影的方式绘制插接件，真实的绘制混合型和圆形护套。在插接件中应当分别标明截面、颜色和线号，对于特殊的材质和颜色要求，应当特别标明。通常用实心黑点来代表分支点和测量，同时在分支的中间位置标注尺寸。对于橡胶件、扎带、卡扣等，应当绘制出大体形状，标明固定方向、出头长度、出头方向等。在图中，还应当采用相应的符号对外观包扎的方式进行表示，标清管材的长度、内径等信息。最后要将各项技术的具体要求在图纸的下方进行明确的标注和说明，例如公差要求、尺寸测量方式、线束的材质等。对于线束图的其它方面内容，厂家在进行具体设计和绘制的过程中，可以根据客户的具体需求，进行相应材料的增减。

    五、结论