混合動力重型汽車電路設(shè)計思考

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

關(guān)鍵詞:混合動力;重型汽車;電路設(shè)計;可靠性

混合動力汽車就是有兩種或兩種以上儲能器作為驅(qū)動能源的汽車.由于混合動力重型汽車的結(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,提高電路相應(yīng)速度是發(fā)展新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù).

1混合動力重型汽車電路設(shè)計原則

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

2混合動力重型汽車電路設(shè)計

2．1高壓電路可靠性設(shè)計

高壓電路可靠性設(shè)計主要包括:一是高壓導(dǎo)向的可靠性分析與設(shè)計.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,以某型號的混合環(huán)衛(wèi)汽車為例,該車處于純電機驅(qū)動的時候,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,避免因為電路過大而導(dǎo)致出現(xiàn)電路短路問題,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.混合動力重型汽車流經(jīng)插座器的電路比較大,因此類似于針狀的端子可能會出現(xiàn)“熱點”現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致端子的融合出現(xiàn)損壞,而且可能會在汽車時候過程中因為外部因素而導(dǎo)致短路,因此在插座器的設(shè)計中需要做好防水性設(shè)計,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、安裝橡膠護(hù)套.三是繼電器的可靠性設(shè)計.混合動力汽車的繼電器屬于電磁式,因此設(shè)計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

一是傳導(dǎo)干擾設(shè)計.傳導(dǎo)干擾是電氣設(shè)備之間產(chǎn)生的干擾信號通過公共電源線相互產(chǎn)生的,具體在混合動力汽車中傳導(dǎo)干擾主要包括:電源線、共開關(guān)量抖動干擾等,由于受到線路設(shè)計的不同,其可以分為感性負(fù)荷開路瞬變干擾和觸點回路的抖動干擾.二是耦合干擾可靠性設(shè)計.耦合干擾就是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過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

混合動力汽車的電路數(shù)量比較多,優(yōu)化線路布局是提高電器元件使用壽命,增強電氣系統(tǒng)工作可靠性的重要舉措,而各個控制器與電氣設(shè)備的安裝位置影響線束的走向,因此需要合理布局各個電氣設(shè)備.一是電氣模塊布局的設(shè)計.由于汽車行駛的震動比較大,因此在安裝電氣模塊時需要考慮以下因素:振動、散熱、防水以及安全.二是線束的走向設(shè)計.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:將整車的線路固定在混合動力汽車的車架上,按照車架右縱梁凹槽進(jìn)行布線.

2．4基于CAN總線的設(shè)計

在混合動力重型汽車中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),這樣可以避免信號干擾.

3混合動力重型汽車電路設(shè)計可靠性實驗

基于上述的電路設(shè)計,通過運用相關(guān)實驗對設(shè)計的電路進(jìn)行檢測以此判定電路的可靠性:首先依據(jù)相關(guān)實驗規(guī)定對汽車的車身控制器和IC儀表的CAN總線進(jìn)行通信實驗,通過實驗數(shù)據(jù),該電路具有較強的抗傳導(dǎo)干擾和耦合干擾能力;其次對整車的可靠性實驗.將實驗汽車按照不同的路況進(jìn)行實驗,并且按照啟動、行駛、制動以及車速等環(huán)節(jié)的控制記錄相關(guān)的數(shù)據(jù),通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析:整車的電路設(shè)計可靠性符合汽車安全行駛的要求,對于出現(xiàn)的細(xì)微故障主要是因為電氣元件受到振動而引起的,由此可見,振動是混合動力重型汽車可靠性的重要因素.

4結(jié)束語

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

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作者：杜利航 單位：河北金地數(shù)碼科技有限公司