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汽車導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及選型

發(fā)布時間:08/17 —— 2023 4111

1.首先從下面導(dǎo)線選型的路線圖,了解導(dǎo)線選型應(yīng)該考慮的因素

①導(dǎo)線的溫度等級

②絕緣層厚度

③導(dǎo)體材料

④絕緣層材質(zhì)

⑤導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

⑥導(dǎo)線截面積


2.導(dǎo)線的溫度等級選擇主要考慮兩個因素:

①導(dǎo)線使用的外部環(huán)境溫度

Ⅰ、機艙域:不包括發(fā)動機,距離發(fā)動機排氣管300mm以上,溫度范圍:Minimum=-40℃,continuous=100℃, Excursion=110℃


Ⅱ、發(fā)動機域:位于發(fā)動機上,距離排氣管在300mm內(nèi),溫度范圍:

Minimum=-40℃,continuous=120℃, Excursion=130℃


Ⅲ、高溫區(qū)域:距離發(fā)動機排氣管小于150mm,溫度范圍:

Minimum=-40℃,continuous=130℃, Excursion=150℃


Ⅳ、座艙和底盤區(qū)域:駕駛艙和底盤距離排氣管150mm以上區(qū)域,溫度范圍:

Minimum=-40℃,continuous=80℃, Excursion=100℃


②導(dǎo)線因承載電流所引起的溫升

根據(jù)ISO導(dǎo)線溫度等級的劃分,目前新車型通常將位于座艙和機艙的導(dǎo)線溫度等級定位Class B,將發(fā)動機線的溫度等級定義為Class C,對于靠近排氣管區(qū)域的導(dǎo)線通常采用隔熱鋁箔膠帶的防護,以杜絕發(fā)動機排氣的熱輻射。


3.絕緣層厚度的選擇,通常從耐磨性、柔韌性以及耐壓能力等方面考慮:

①厚壁導(dǎo)線:通常用在底盤如輪速傳感器等需要高耐磨性的區(qū)域,同時要考慮彎曲半徑。

②薄壁導(dǎo)線:通常用于整車所有區(qū)域的導(dǎo)線(除去底盤部分)。

③超薄壁導(dǎo)線:目前基本很少使用。



4.導(dǎo)體材質(zhì)選型:

①純銅(退火):車用導(dǎo)線的標準導(dǎo)體材質(zhì)。

②銅合金:一般應(yīng)用在0.13mm2,為了增加的拉伸強度,壓接性能。

③鍍錫銅:通常應(yīng)用在Pigtail端。

④鍍銀銅:通常應(yīng)用在高溫場合(200.C+).

⑤鍍鎳銅:通常應(yīng)用在高溫區(qū)域(O2傳感器)225.C+。

⑥鋁:通常應(yīng)用在蓄電池線,減重降成本,但是鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電性不如銅,同時在空氣中容易發(fā)生腐蝕。


5.導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的選擇

①導(dǎo)線截面積在0.13mm2——〉2.0mm2 內(nèi)的,通常采用Type A導(dǎo)體,便于剝線和端子壓接。

②導(dǎo)體截面積〉2.5mm2, Type A 和Type B 都有用。

③對于柔韌性要求比較高的地方,例如門鉸鏈位置,轉(zhuǎn)向管住,電調(diào)座椅等,通常采用TypeC。


6.導(dǎo)線截面積的選擇:

①下面有兩個理論計算公式,表示了負載電流、導(dǎo)線參數(shù)與溫升的關(guān)系


Kt:叫做綜合散熱系數(shù),它與導(dǎo)線所處的環(huán)境有關(guān),與導(dǎo)線材料有關(guān),與導(dǎo)線外部包覆的絕緣材料材質(zhì)、厚度和顏色都有關(guān);

г:是溫升,M1截面周長,S截面面積;

ρο:導(dǎo)線在零攝氏度時的電阻率;

導(dǎo)線的截面積是S;

導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)是α;

導(dǎo)線的實際溫度值是θ,θ的單位是攝氏度℃。


T1:導(dǎo)線允許的工作溫度;

T2:為環(huán)境溫度;

R:為單位長度導(dǎo)線的熱阻;

r :為單位導(dǎo)線長度的電阻;


②在導(dǎo)線溫度等級、環(huán)境溫度以及負載電流確定的可利用上述公式初步計算導(dǎo)體的截面積。但在實際工程設(shè)計過程中,一般通過查表即可選擇相應(yīng)的導(dǎo)線截面積。

③在初步選擇完保險和導(dǎo)線后(保險選型可參閱我寫的另一篇文章),需要進行保險和導(dǎo)線的匹配校核,即導(dǎo)線的發(fā)煙特性曲線位于保險的熔斷特性曲線之上并且無交叉,保證導(dǎo)線在任意發(fā)煙電流下的發(fā)煙時間大于保險絲的熔斷時間。此過程需借助供應(yīng)商開發(fā)的匹配軟件來完成,在沒有軟件的情況下,也可以選取兩個點,選取負載電流為保險額定容量的135%、200%的點,查詢保險和導(dǎo)線廠家提供的保險熔斷曲線和導(dǎo)線發(fā)煙曲線,保證在這兩個點導(dǎo)線的發(fā)煙時間大于保險的熔斷時間。

④完成保險和導(dǎo)線的匹配校核后,對于有線阻、壓降要求的用電器需要進行線阻和壓降的計算,導(dǎo)體的線阻可通過導(dǎo)體單位長度的導(dǎo)體電阻(可查閱導(dǎo)線參數(shù)表)及導(dǎo)線長度計算,有線阻和負載電流可計算導(dǎo)線壓降。⑤短路電流校核。

根據(jù)導(dǎo)線長度計算導(dǎo)線的電阻再加上端子壓接的阻抗、接觸阻抗、Splice的阻抗及為回路的總阻抗,在由此計算短路電流,為確保保險絲在短路情況下可以完全斷開,一般短路電流的值應(yīng)大于保險絲額定電流的350%。

⑥更為簡單的方法,可根據(jù)負載電流,查詢企業(yè)標準,選取對應(yīng)的保險、導(dǎo)線類型。

總結(jié)

上述只是導(dǎo)線選型的一般方法,導(dǎo)線選型考慮的其他因素還包括端子壓接要求,共保險負載電源線徑一致要求等。另外,整車電源系統(tǒng)在設(shè)計完成后,要進行各項電性能的測試,包括單負載、全負載、135%過載、200%過載、短路測試等,驗證保險和導(dǎo)線設(shè)計的合理性,只有通過測試的設(shè)計才算是合理的設(shè)計。






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