线束物料的选型及设计.pdf
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线线束束物物料料的的选选型型及及设设计计一接插件选型二电器盒设计型三保险丝选型四电线选型五继电器选型六电瓶接头选型七附件选型八紧固件选型1.汽车连接器的组成汽车连接器的组成端子是导电的接触件。
护套的作用主要是固定和保护端子,同时在对插后,保证与对插端的可靠锁合。
密封圈在对插的两个护套之间实现密封功能。
密封塞在护套尾部,与导线、护套一起实现密封功能。
一一接插件选型接插件选型位置位置/环境环境装配空间、手感、声音、装配空间、手感、声音、端子系列化、护套系端子系列化、护套系列化列化环境温度、密封、环境温度、密封、振动、振动、娱乐系统、安全系统、高电压娱乐系统、安全系统、高电压及混合动力系统、及混合动力系统、系列系列化化系统系统要求要求标准标准/规范规范电气电气因素因素装配装配电流、电压降、接触电流、电压降、接触电阻、温升、电阻、温升、客户标准、国内标准、国际标准、客户标准、国内标准、国际标准、性能测试要求、性能测试要求、2.汽车连接器的选型原则汽车连接器的选型原则n端子规格单一,线束厂模具通用,提升生产效率和压接质量n护套系列化,结构统一,便于线束厂、整车厂的生产和装配n防水栓、密封圈、各种附件规格统一,提升整体质量和性能以端子为核心,进行系列化a.系列化原则系列化原则b.标准标准/规范规范一般整车厂有自己的连接器标准,选用时必须符合该标准。
如果没有,可以执行国标QC/T417。
国际上通行的标准主要有USCAR2.0。
c.系统要求系统要求一般情况下,各个系统使用的都是常规的连接器。
但是,也有一些特殊要求。
比如:
气囊爆破器要求端子之间有短路器、端子要求镀金;影音娱乐系统可能对EMC有特殊要求;对孔位数的要求;d.装配装配n端子插入连接器的插入力、插入手感可触感n连接器对插时,是否有明显的手感,是否有清晰的声音可听见n连接器对插时,是否是可视操作可看见n根据连接器装配的方式(插接、螺栓连接等),是否有足够的操作空间n连接器的大小是否适合手,或者手指对其用力n连接器的公母护套是否有预防端子损伤的结构(防斜插)d.位置位置/环境环境n温度发动机舱密封,环境温度105乘员舱非密封,环境温度85n密封密封形式:
单孔密封,还是整体密封密封等级:
溅水、浸没、压力真空泄漏(正负压)、高压喷射n振动安装于发动机上安装在底盘安装在发动机舱安装在乘员舱n化学试剂在发动机舱内和底盘,存在各种液体,比如,燃油、制动油、润滑油、冷却水、洗涤液等等,还有外部自然环境中的酸碱性。
实际上,需要根据机舱的热害数据,对所选用的连接器的护套和端子进行选择f.电气因素电气因素n对连接器而言,重要的是要求在整个寿命期间有低的电阻值。
对电阻值产生的因素有两条:
一是材料的体积电阻,二是接触界面处的接触电阻n对连接器的电气性能的要求,其目的都是为了确保其接触件之间连接的可靠性。
连接器是依靠接触件的界面相互接触来实现电传导的。
一旦接触电阻不稳定,出现增大时,可能导致连接器处的电压降增大,导致用电器工作不正常,严重时甚至失去导通作用。
同时,随着接触电阻的增大,接触件处的温度会随之升高,温度的升高又会加速接触电阻的增加,最终导致连接器的烧蚀,严重时还会引起火灾。
n在连接器系统中,有些部分对于温度的承受温度比较低,比如有可能是线束的绝缘皮,可能是端子的材料。
因此在连接器的匹配选型中,对端子的匹配主要考虑的是其电流承载能力、温升3.护套的选型护套的选型选择材料选择材料主要选择热稳定性好的材料如果是在驾驶室内部,一般环境温度不会超过85,如果是在发动机舱里的接插件,需要根据具体的环境温度,需要选用热稳定性较好的材料,才能保证塑料在高温下具有较好的尺寸稳定性。
材料材料优点优点缺点缺点应用应用尼龙(PA)很好的韧性,耐磨的无气味化学耐受性好成本低易吸湿造成尺寸不稳定,机械、电气性能下降耐热性(150度)常用材料聚碳酸酯(PC)极好的耐磨性好的模塑性好的绝缘性尺寸稳定耐溶剂性差耐热性130度成本比PBT高经常采用其作为多位连接器聚酯(PBT)拥有极好的化学和电气性能尺寸稳定性好好的可塑性耐蠕变耐热性120度成本较尼龙稍高应用越来越多选择结构选择结构主要选择锁止结构有挂翅结构无挂翅结构护套之间锁止结构找感觉找感觉可触、可听好的设计可以使端子装入护套时,以及护套对插时,有明显的顿挫感和清脆的响声选安装选安装每一颗接插件,都必须要有安装结构(直接插到用电器上的接插件除外)选出线方向选出线方向选择密封选择密封密封方式、密封等级径向密封端面密封单孔密封整体密封密封圈密封效果图4.端子的选型端子的选型选系列选系列对于一家公司而言,在端子的选型上,所选的系列不宜过多。
一般选择1.0、2.8、4.8、6.3、9.5这几种系列就可以满足需求选结构选结构主要针对母端子进行结构选型选型原则:
接触面积大弹舌有限位结构多个接触部位尽量选择无挂翅结构的端子选材料选材料选镀层选镀层镀锡1.锡比较软,银白色,暗或有光泽。
保护性防止腐蚀,比较廉价2.黄铜或青铜镀锡耐温110度,钢镀锡可达190度。
3.锡镀层接触件在啮合状态下是机械稳定的4.锡镀层接触件正常的接触力至少需要100克。
5.锡镀层不推荐使用在高温环境下。
6.容易焊接,镀层厚度在2-12m7.锡镀层接触件与金镀层接触件啮合不好。
8.在接触件啮合期间滑动或摩擦作用推荐锡镀层接触件。
9.锡镀层接触件不用于接通或断开电流。
10.锡镀层接触件可用于干电路或低电平状态。
镀银1.电阻率低、附着性好、价格低于金。
2.电镀层一般较厚、粘结磨损小、滑动寿命长。
3.易硫化,在硫化气体中腐蚀严重,易造成接触不良。
4.光泽白色,软,导电性好5.温室下只有当存在臭氧时银才会被氧化而形成氧化银,失去光泽。
它在200将分解,而且氧化银很软,容易被机械除去,很少对触点有危害作用镀金1.金镀层推荐为高可靠性应用。
2.金镀层可用于腐蚀环境状态。
3.金镀层可用于高耐久性要求。
4.金镀层可用于低的接触力和低摩擦。
5.薄的金镀层可确定稳定的低电阻接触。
6.金对微振动磨损衰变不敏感。
7.金镀层要求采用适合的底镀层,如先镀镍。
8.金用于低电平电流状态。
9.金接触件用于高温。
10.金接触件不推荐作接通和断开应用。
选端子承载电流选端子承载电流端子在通过电流时,会发热,其温度的上升与电流的关系如图所示。
即使是使用同一种端子,由于导线线径的不同,其电流的承载能力也是不相同的。
随着环境温度的升高,端子的电流承载能力也会随之下降。
在一定的环境温度下,端子通过一定的电流,达到热平衡,温度不再继续升高时,此时的电流,就是该环境温度下端子所能承受的最大电流通过负载电流、导线线径、最高环境温度,可以初步选定端子的规格在国标QC/T707中,把保险丝盒定义为“中央电气接线盒”。
中央电器盒是实现电源分配的电气零部件,同时,也是继电器和保险丝的安装载体。
他对电源进行物理的分配、分隔,利用保险丝实现对电路的保护。
在中央电器盒的设计中,好的结构设计是性能的保障。
1、电源电器盒Pre-fuse2、直插式电器盒ConventionalBEC3、汇流条式电器盒Bus-barBEC4、PCB电器盒PCBBEC5、电子集成电器盒I-BEC6、高压电器盒HighvoltageBEC二二电器盒的设计电器盒的设计上盖上盖主体主体汇流条汇流条(Bus-bar)螺栓螺栓下盖下盖支架支架电器盒的主要组成电器盒的主要组成电器盒的分类电器盒的分类1.电源电器盒电源电器盒特点特点直接接在电瓶正极桩头上;为总保险和大负载提供保护;电路采用汇流条或集成式保险;大多采用螺栓连接输入和输出;被越来越多的车辆采用;由于整车用电负荷不断增加,从使用一到两根导线连接电瓶和电器盒已经变得比较困难:
n导线线径越来越粗,给线束的设计带来困难;n发动机舱的空间狭小使得线束的布置、装配变的困难;n要求使用常电的大功率用电器越来越多,从保险盒处分配越来越不现实(ESC、EPS)n从提升车辆的安全角度,要求对电源线进行保护2.2.直插式电器盒直插式电器盒各支路电线与端子压接后直接与电器盒装配连接,可以包含简单的汇流条可用于较高温度环境原理分配主要靠连线完成、更改适应性强成本相对较低线束连线复杂,更换困难特点特点电源线的入线方式是设计重点线束在电器盒后部的布置是难点3.3.汇流条式电器盒汇流条式电器盒线路连接采用铜合金板,可承载大电流可用于较高温度环境结构紧凑,与线束端采用插接器对插连接,安装更换方便需投入大量工装,前期投入大,质量控制难度大产品一旦定型,更改困难,更改适应性很差特点特点不经济重4.4.PCBPCB电器盒电器盒5.5.电子集成电器盒电子集成电器盒是电子模块和电源模块的集成;多用于驾驶舱结构紧凑,与线束端采用插接器对插连接,安装更换方便可减少线束数量,节省系统成本需要电子工程师的协作线路连接采用一定厚度覆铜实现,通过增加焊接汇流条,也可承载较大电流常用于温度不太高的驾驶舱等环境结构紧凑,与线束端采用插接器对插连接,安装更换方便更改不需报废大量模具特点特点特点特点相比直插式电器盒,质量稳定性大幅提高a.a.安装结构安装结构首先确定在车体上的安装位置至少三点安装,同时注意质心的分布安装结构设计在主体上,确保安装的可靠性支架设计成可拆卸式,便于主体结构的平台化使用支架的结构强度一定要可靠继电器应该分布在此区域6.6.主要结构主要结构b.b.上下盖扣合结构便于拆卸上下盖扣合结构便于拆卸上盖垂直打开,不受周边零部件或间隙限制,适应不同部位的安装操作要求。
上盖如果采用翻转打开方式,需要考虑手的操作空间下盖的弹性挂接结构挂接于保险盒主体下盖的中间部位设计限位结构,保证挂接强度上盖结构下盖结构c.c.端子的固定结构端子的固定结构主电源螺栓的设计需格外小心螺栓贴合面高于塑料面1mm与导电片充分贴合端子的固定就结构不能简单的认为采用接插件的固定方式即可必须设计一次锁止、二次锁止结构d.d.继电器、保险丝的晃动继电器、保险丝的晃动主要靠限制端子的晃动量来约束继电器、保险丝的晃动。
否则过大的晃动会造成端子之间的接触不良e.e.保险丝、继电器的布局保险丝、继电器的布局大电流保险丝布置在边缘保险丝、继电器尽量间隔布置大电流继电器的间距要适当加大汇流条一般布置在边缘三三保险丝选型保险丝选型名称:
Mini型式:
插入片式插脚规格:
2.8*0.8适配端子规格:
2.8名称:
Auto型式:
插入片式插脚规格:
5.2*0.6适配端子规格:
6.3快熔保险丝快熔保险丝名称:
Jcase型式:
插入盒式插脚规格:
6.3*0.8适配端子规格:
6.3名称:
MEGA型式:
螺栓片式螺栓规格:
M5、M6、M8安装力矩:
61N.m、121N.m适用于感性负载适用于灯泡、仪表类等阻性电阻适用于蓄电池、发动机和其它超高电流慢熔保险丝慢熔保险丝1.1.保险丝主要种类保险丝主要种类环境温度越高,熔丝的工作温度就越高,其寿命就越短,反应在使用过程中就是保险丝提前熔断。
2.2.环境温度与熔断特性的关系环境温度与熔断特性的关系过载电流与短路电流过载电流与短路电流在汽车上,根据负载的工作特点,把电流分为三种类:
稳态工作电流、脉冲工作电流、浪涌工作电流,每种电流对保险丝的容量设计有着极大的影响。
稳态工作电流脉冲电流浪涌电流3.3.主要电流模型主要电流模型0.75nfIIRRfInI保险丝的额定电流取决于标称工作电流,推荐负载为保险丝额定电流的75%。
计算公式:
理想的保险丝额定值:
标称工作电流:
温度修正系数RRRRa.a.稳态工作电流稳态工作电流b.b.脉冲电流脉冲电流脉冲电流的表现形式与稳态电流不同:
脉冲电流不包括稳态工作电流保险丝必须能够承受足够的脉冲次数和一定时间持续的稳定电流。
熔化热能值:
使保险丝的熔体熔化所需要的公称能量值,是保险丝本身的一个参数。
表示了保险丝能够承受浪涌的能力,其中I为过载电流,t为熔断时间2It保险丝熔断的是保险是在熔断过程中电流转换的热能2It脉冲电流i(t)在
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- 物料 选型 设计