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摘要:

本文敘述了現(xiàn)代汽車電氣設(shè)計的規(guī)律性，通過設(shè)計主題、功能配置、電器原理圖、電氣三維布置和二維線束圖的設(shè)計，就如何掌握設(shè)計中的規(guī)律性進(jìn)行了敘述。這對提高設(shè)計水平、提高設(shè)計質(zhì)量、盡快掌握汽車設(shè)計技術(shù)是十分有益的。

關(guān)鍵詞:

汽車;電氣;設(shè)計;配置

1前言

掌握現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)律性，是提高汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計速度，提高設(shè)計質(zhì)量的有效途徑。高檔汽車電氣系統(tǒng)的成本己達(dá)到整車的35%，而汽車高檔大多是指電氣控制功能及配置而言;所以汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計工作量所占整車的比例，也在逐年增加。計算機控制是汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)該重點考慮的部分，它是現(xiàn)代汽車的神經(jīng)，承擔(dān)著駕駛者、車輛及周圍環(huán)境三者之間的相互聯(lián)系、及控制的功能。汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計，經(jīng)歷了從無到有，從簡到繁，從輔助到主導(dǎo)的發(fā)展歷程，已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車智能化、信息化的主體或載體，對汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等都起到了十分重要的作用。汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計是理論應(yīng)用過程，即實現(xiàn)管理控制功能，又使整車電氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，自適應(yīng)的工作。選擇的設(shè)備、器件均需經(jīng)過優(yōu)化造型處理，作為已知元素選用，由配套廠家提供，一般由信任度承襲應(yīng)用。在整體上，由設(shè)計任務(wù)書確定汽車等級分類檔次，是B級車還是C級車，設(shè)計上要有創(chuàng)新意識，體現(xiàn)人性化智能化的特點，在配套選型上要注意相互之間的協(xié)調(diào)性、匹配性和前瞻性，汽車電氣設(shè)計通常包括:設(shè)計主題、功能配置、電器原理圖設(shè)計、電氣三維布置設(shè)計和二維線束圖設(shè)計。

2設(shè)計主題的確定

汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)客戶提供的多種參考樣車，及汽車等級分類檔次，按最高配置及最新技術(shù)要求進(jìn)行考慮。設(shè)計過程中，將電氣選裝件也納入設(shè)計范圍，以適應(yīng)不同用戶的配置要求。根據(jù)造型布局的需要，按照開發(fā)協(xié)議中電氣選裝件的要求，參考國際先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合廠家的生產(chǎn)能力，最終用戶的需要，進(jìn)行汽車電氣系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)整車電氣現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)律性文/懷琳本文敘述了現(xiàn)代汽車電氣設(shè)計的規(guī)律性，通過設(shè)計主題、功能配置、電器原理圖、電氣三維布置和二維線束圖的設(shè)計，就如何掌握設(shè)計中的規(guī)律性進(jìn)行了敘述。這對提高設(shè)計水平、提高設(shè)計質(zhì)量、盡快掌握汽車設(shè)計技術(shù)是十分有益的。摘要的控制功能。

3功能配置的確定

功能與配置是一款新車型市場定位和分類檔次的基礎(chǔ)，與制造成本關(guān)系很大，因此要以主機廠為主導(dǎo)決策，在設(shè)計中進(jìn)行成本控制。

3.1參數(shù)的確定

例如：蓄電池容量確定；發(fā)電機容量確定；保險絲容量確定；繼電器容量確定；用電器權(quán)值確定；用電器性能參數(shù)確定；電氣線束材質(zhì)、線徑、顏色、長度、分支確定。例如：蓄電池容量確定：蓄電池的主要任務(wù)，是向起動機提供啟動電流，保證發(fā)動機在各種情況下，能可靠啟動；設(shè)起動機功率為1.3kw，根據(jù)經(jīng)驗公式：經(jīng)計算，蓄電池容量范圍在60～70AH之間確定。其它電氣參數(shù)的確定從略。

3.2功能配置的選擇

根據(jù)國家相應(yīng)安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求，整車電氣配置包括電噴控制系統(tǒng).、電動玻璃升降器、安全氣囊、防盜系統(tǒng)、中控門鎖、點煙器、雨刮系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)、定速巡航系統(tǒng)等。一些特殊的配置，可以根據(jù)用戶的需要，進(jìn)行合理的選擇。

3.2.1安全氣囊

安全氣囊是被動式安全系統(tǒng)，在發(fā)生意外撞車時，安全氣囊保證駕駛者的安全。氣囊按控制方式，可分為機械式、機械電子式、電子式三種。（1）機械式安全氣囊。氣囊模塊由觸發(fā)裝置、氣體發(fā)生器和氣囊三部分組成。觸發(fā)裝置包括傳感器、電子控制裝置.、儲備電源和監(jiān)控裝置，由電子控制系統(tǒng)接收加速度傳感器發(fā)來的信號，并進(jìn)行分析判斷是否發(fā)生了碰撞事故；若發(fā)生碰撞，則對氣體發(fā)生器發(fā)出指令，迅速吹脹氣囊、整個過程約需0.3s。觸發(fā)監(jiān)控裝置可連續(xù)自我監(jiān)控，確保氣囊隨時處于準(zhǔn)備狀態(tài)它的特點無需電源系統(tǒng)配電，氣囊模塊布置在方向盤內(nèi)，由轉(zhuǎn)向管柱觸發(fā)氣囊工作。（2）電子式安全氣囊。電子式安全氣囊即SRS(輔助防護(hù)系統(tǒng))。該系統(tǒng)控制程度馭卨，多用于高級轎車。其主要包括碰撞傳感器、系統(tǒng)構(gòu)件、氣囊組件、指示燈。還有一種機械電子式安全氣囊，因其可靠性不高，一般不予考慮。通過上面的分析，設(shè)計師結(jié)合設(shè)計車型的特點，確定氣囊選擇形式。經(jīng)濟(jì)型轎車一般選擇機械式或電子式這兩種氣囊可靠性好，國內(nèi)有成熟的配套廠家。中高級轎車一般都選用電子式。

3.2.2ABS系統(tǒng)

ABS即電子防抱死系統(tǒng)，是汽車安全系統(tǒng)之一；該系統(tǒng)可調(diào)節(jié)各個車輪輪缸的制動壓力，可縮短制動力距離，保證操縱穩(wěn)定性，ABS系統(tǒng)主要由輪速傳感器、液壓調(diào)節(jié)器、CPU、指示燈和液壓控制回路等構(gòu)成。根據(jù)論速傳感器和液壓調(diào)節(jié)器內(nèi)電磁閥的數(shù)量，把ABS劃分為幾種形式和不同的安裝方式。通常輪速傳感器檢測到與之正相關(guān)的電壓信號輸入CPU、CPU根據(jù)該電壓信號計算出各車輪速度，并向液壓調(diào)節(jié)器的電磁閥發(fā)出動作信號。ABS系統(tǒng)通過電磁閥控制各車輪輪缸的液壓，防止制動時車輪抱死，CPU具有自診斷功能，可以通過ABS系統(tǒng)指不燈顯示控制系統(tǒng)異常的狀況。ABS系統(tǒng)異常時系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入普通制動系統(tǒng)，確保車輛的正常制動。ABS按結(jié)構(gòu)分為整體式和分體式。按控制通道又分為4通道、3通道2通道控制系統(tǒng)。ABS在設(shè)計選擇時，根據(jù)車型的需要和分類，合理確定ABS的控制型式。

3.2.3電動玻璃升降器

（1）翹板開關(guān)控制型。翹板開關(guān)控制型原理圖如圖1所示。前、后雙門布置，駕駛員側(cè)總控制，右門、兩后門獨立控制，控制開關(guān)置于車門把手上。（2）玻璃升降器ECU控制型（如圖2所示）。除具有（1）項的各種功能外，還具有防夾、門鎖后自動閉窗、童鎖開關(guān)等功能。在設(shè)計功能選擇上，根據(jù)車型分類的需要選擇型式。

4汽車電氣原理圖的設(shè)計

確定設(shè)計主題及功能配置后，既進(jìn)入電器原理圖的設(shè)計。首先根據(jù)功能配置的車型分類，進(jìn)行模塊化設(shè)計。例如電噴系統(tǒng)，確定電噴ECM的型號，與發(fā)動機廠家協(xié)商確定控制方式，根據(jù)ECM的引腳定義，確定合理的控制方案。ABS類型確定以后，根據(jù)配套廠家提供的ABS技術(shù)參數(shù)，及ECU的引腳定義，確定控制方案。空調(diào)控制系統(tǒng)。根據(jù)車型分類，及客戶的意見，確定手動空調(diào)還是自動空調(diào)。之后，根據(jù)效果圖及油泥模型，設(shè)計分配面板上各操作開關(guān)的功能，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計。燈光系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)自組合開關(guān)、控制開關(guān)、燈具等組成。首先分析國家法規(guī)對燈光的約束，然后確定各種燈具的型號、功率等，并分析組合開關(guān)中燈光控制電路，然后進(jìn)行燈光電路設(shè)計，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計。還有雨刮系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、組合儀表系統(tǒng)等設(shè)計過程與上面相類似。

5二維及三維線束設(shè)計

根據(jù)電氣原理圖中電氣件，繪出與之對應(yīng)的二維線束圖，整車線束根據(jù)不同功能分為若干線束總成，進(jìn)行統(tǒng)一編號，電氣線束的組成應(yīng)滿足線束制造、車輛安裝和維修的可能性及方便性，線束材料和附件的選擇必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，同一線束族中避免相同顏色的導(dǎo)線等。三維線束設(shè)計，首先應(yīng)考慮線束在全車上的走向，布線的過程中要避開可能引起干涉的車身件，要及時與車身、底盤、總部置等部門協(xié)商，及時掌握車身板金、內(nèi)飾等的修改狀況，保持三維線束和車身的配合。三維線束還用來核實修正。二維線束的位置和尺寸。還有線徑大小的確定、線束類型的確定等這里不詳述了。

6結(jié)束語

汽車電氣設(shè)計是一門多學(xué)科協(xié)同配合的一項設(shè)計工作。當(dāng)代汽車電氣設(shè)計的時代特點主要表現(xiàn)在兩個方面:首先是電氣系統(tǒng)的人性化、智能化設(shè)計，處處以人為本：其次是整車的高度安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。當(dāng)代汽車電氣的代表車型如奔馳、寶馬等世界頂級車型，在電氣配置上，均采用了以計算機為核心的智能控制，這樣的系統(tǒng)通常依賴于CAN總線技術(shù)，它是現(xiàn)代汽車電氣設(shè)計的發(fā)展方向，我國在CAN總線技術(shù)上取得了一定成果，如上海通用汽車公司的CAN總線技術(shù)，都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。CAN總線技術(shù)最終將實現(xiàn)機器自動駕駛等智能化方面的發(fā)展與需求。

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作者:懷琳 單位:上海申菲激光光學(xué)系統(tǒng)有限公司