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        [汽車電器] 汽車電氣系統設計

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        天空 發表于 2014-4-9 21:31:44 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
            在過去的十幾年里,中國的汽車工業得到飛速的發展,產業化進程很廣泛、很全面。從研發層面上來講。目前的成就與大家對汽車事業的忠誠期待和不懈努力是分不 開的。如何滿足產品產業化和藝術化的需要,實現設計周期的縮短和設計品質的提高,這些都是目前大家所關心的問題.合理的設計流程和方法會使工作事半功倍。 因此,在汽車設計研發階段,設計過程必須得到規范和控制,系統化和標準化才是走向成熟的標準。電氣系統設計在整車設計過程中是相對獨立的設計課題。隨著汽 車科技不斷發展,電氣系統設計也將在未來汽車設計中扮演更加鶯要的角色。汽車電氣系統設計一般包括5個步驟:①標桿車逆向;②電氣系統原理圖設計;③電氣 系統電能平衡計算;④電器件布置和三維線束布線設計;⑤電線柬設計。關于汽車電氣系統設計的具體過程。本文作了簡要敘述.淺見與大家共同探討。   
        1 標桿車逆向
            每個新的設計課題.在設計初都會有標桿車(參考樣車),標桿車逆向過程就是對標桿車進行了解和分析。并作為設計車型的原始積累或設計參考。其主要包括標桿 車電器件測量、標桿車電器件功能描述、拆車工藝描述、比對(Benchmark)記錄表、標桿車電氣系統分析報告等。下面就標桿車電器件測量作詳細的描 述。
            在電氣系統設計之初.應對各用電設備進行電流值以及其他相關參數的測量.作為正向電氣系統設計的參考依據。因為在設計過程中,某嶼電流參數將會影響整車電 流分配。發電機、蓄電池、起動機以及各熔斷片容最的確定都將以此為根據。在整車靜態、蓄電池電壓為12.47 V時。點火開關打到oFF檔,其靜態電流為0.1 A;當點火開關打到ACC檔時,其電流為0.1 A;當點火開關打到ON檔時,其電流為1.72A。在整車靜態、蓄電池電壓為12.47V時.全車各電器件工作電流測最數據如表l所示。對各用電設備進行 電流值以及其他相關參數測量,其操作流程及方法如下。
            1)首先測量整車靜態下蓄電池的電壓,如果電壓不足.要及時充足電后才能進行測量。
            2)查看燃油表顯示的油量,如果缺油,要及時加油后才能進行測量。
            3)拆卸蓄電池負極樁線柬端子,將萬用表正極(紅表筆)連接到線束端子,負極(黑表筆)連接到蓄電池負極樁頭。
            4)在每次測量電器件電流之前,都要注意核實點火開關的檔位.并記下所在檔位的靜態電流,然后操縱相關開關和按鈕。記下此時的電流值。2次的電流值相減才是所測電器件的真實電流。
            5)測量中表筆會因電流較大而發熱,要注意停止測量使之冷卻降溫,以免影響測量結果.避免燒損表筆。
            6)對于工作電流較小的電器件。使用萬用表電流檔適當量程;對于工作電流可能大于萬用表電流檔量程時,應使用鉗形表,并選擇適當檔位。以保證測量的準確性。
            7)使用鉗形表時應將鉗口掐在電線的相對直線段上。并注意校零。
        2 電氣系統原理圖設計
            最開始的電氣系統原理圖是對標桿車線束逆向的結果。然而,在正向設計過程中,必須對設計車型電器件原理進行匯總整理.根據配置的需要和各電器件設計容螢, 進行整車電源合理分配以及熔斷片、繼電器容量的確定。原理圖的畫法也各不相同,找到一種合理、清晰、簡便的制圖方法同樣是一種完美的設計革新。為了讓圖紙 簡單實用、一目了然,作者采用圖l的畫法(為了說明原理圖的畫法。筆者剪切了某微客車的電源起動系統設計原理圖以示說明),在我們批產車維修手冊中也采用 了此類電路原理圖,對維修起劍了很好的效果。電氣系統原理圖的設計要求如下。
            1)設計任務書滿足技術協議要求。
            2)符合設計任務書要求。
            3)設計按照國標和汽標規定執行。
            4)對標桿車充分了解.制定沿用件、改制件和新件。
            5)產品設計采用系列化、通用化、標準化。
            6)產品設計考慮電流、電壓、功率、工作條件、系統間信號傳輸方式及要求。  
        3 電氣系統電能平衡計算
            電氣系統電能平衡就是通常進行的起動機和發電機的功率匹配以及蓄電池的電容量確定。在以前的很多資料中,對三者的匹配已作過論述,分析相當細致。考慮到影 響三者關系的因素眾多,一直以來計算都存在經驗估值,因此,在設計過程中,可以通過簡便快捷的方法進行計算。在進行電氣系統分析前,必須對整車的電氣配置 了解。對供電系統的主要參數進行確定,如整車電氣系統的電壓、搭鐵極性、蓄電池容量及起動機的功率等。
            3.1 用電設備工作性質分析
           根據汽車行駛中用電設備的工作時間長短及頻率,并結合當地氣候環境所區別于其他地域的電能配需情況,對用電設備實行3種工作性質劃分:連續工作制、短時丁 作制和隨機使用的設備。工作制的區別是通俗的比喻。是筆者根據經驗給予的分類。如此劃分可充分考慮滿足車輛正常行駛的用電量,并準確表達各設備主次關系 (襤車所有用電設備都將參加工作制的編排)。
            3.1.1 連續工作制設備
            連續工作制設備指在汽車行駛中連續不問斷用電的設備,包括發動機點火系統、行駛系統、組合儀表等。
            3.1.2 短時工作制設備
            短時工作制設備指汽車行駛中常使用的間斷性用電設備,包括前照燈、夜間燈、轉向燈、霧燈、牌照燈、空調壓縮機、鼓風機、喇叭、制動燈、前刮水器和后刮水器等。
            3.1.3 隨機使用的設備
            隨機使用的設備指汽車行駛中使用時間不確定、隨機使用的用電設備,包括車內燈、散熱器電風扇、電動門窗、前洗滌、后洗滌、倒車燈、制動燈、點煙器、音響系統、安全氣囊和其他用電設備。
            3.2 整車用電最計算
            電氣系統負荷與用電設備的使用和工作狀態相關,用電設備的丁作狀態決定于季節、環境、交通狀態和個人的使用愛好。復雜的使用條件使電氣系統負荷計算變得困 難,為了分析計算的方便,引入用電設備使用頻度(或者負荷計算權值),用μ來表示,即加權求和。整車用電設備用電量如表2所示。
            根據用電設備使用頻度計算電器設備的用電量。公式如下式中:
            式中:Idx為等效電流;μi為第i個用電設備所對應的權值系數;Ii為第i個用電設備的電流。  
            總計功率 為點火開關不同檔位所負載的各用電量之和。例如:P1,為點火開關IG檔位用電量和,60表示整個電氣回路里電量損耗的估值),需要輸出的電流:Imin=P/U(U=14 V),Imax=P/U(U=12 V)。根據整車實際用電量和蓄電池的充電平衡,為保證蓄電池可靠地充電,使蓄電池的充放電也達到平衡,發電機輸出電流,應超過額定輸出電流L的1.2倍,由此可以確定發電機規格。
            3.3 蓄電池容量的確定
            蓄電池是供電系統的輔助電源.它擔負著發動機起動時供給起動機電源及發電機不T作或低速運轉時向用電設備供電。當用電設備所需的功率超過發電機所發出的功率時,蓄電池與發電機聯合向用電設備供電。
            但蓄電池原則上只擔負起動機的負荷,其電容量計算經驗公式如下:
            Q為蓄電池容量,Ah;μ為經驗系數,范圍630~810;Pn為起動機額定功率,kW;U為起動機的標稱電壓,V。
            例如,某設計車型發動機配用的起動機額定功率1.0 kW,標稱電壓為12 V,μ取630~810,則蓄電池電容量為:Qmin=630×1.0/12=52.5 Ah;Qmax=810×1.0/12=67.5 Ah。再通過下面的公式演算。選擇蓄電池的容量。起動機功率為P=1.0 kW,標稱電壓U=12V,所需蓄電池的起動電流  
            根據GB/T 5008.2表3中的蓄電池規格,考慮冷起動特性。本應選用蓄電池額定容量為60 Ah。但碌然有些浪費,加之空間無法滿足60 Ah蓄電池布置尺寸.最終選用了已成熟搭載其他車型的55 Ah非標電池。并得到了良好的效果。
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