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整车线束搭铁设计

发表时间:2017-10-27 作者: 赵湘衡  张群政  谭志红  胡浩怿  任田良   来源: 互联网
分析了搭铁原理以及整车搭铁点设计时应遵循的原则。根据新能源客车电气系统特点,设计并分析了四种搭铁方式。


1.2 搭铁点功能分类及设计原则

    a.功能分类。线束搭铁点在汽车电路中起到重要的作用,不仅应将整车电路串成电气回路,而且应保证各种电器部件的信号完整传递。搭铁点就其功能可以分为以下几种:①电源地。电源地是指整车电路的地,是将蓄电池负极用导线直接连接到金属车架上(通常是底盘大梁),电源地使整个车身成为电流回路中的负极。②功率地。功率地是指整车电路中大功率用电设备的搭铁,如系统电路中的发动机风扇、控制器风扇、水泵等。这些电器部件的电流一般会比较大,不能和其他弱电流以及信号线搭在一起。③信号地。信号地是指小电流信号的搭铁,包括模拟信号和数字信号等,在系统中通常是一些控制信号。④屏蔽层搭铁。屏蔽层搭铁是指高压电器部件在工作时导致周围电磁场的变化,此时需要采取屏蔽层搭铁来消除影响。由于新能源汽车高压部件较多,在设计时高压线束以及高压部件壳体都需要采用搭铁设计。用于数据传输的CAN信号线以及发动机起动机回路,在设计时都需要采用屏蔽层搭铁,以防止干扰的产生。⑤防静电搭铁。静电有可能损坏某些精密电子设备,在燃油加油口等也有可能聚集大量静电,这些在设计中也应予以考虑。

    b.设计遵循原则。根据以上搭铁点的功能,在设计搭铁点时应遵循以下原则:① 电源地单独搭铁;②功率地与信号地分开搭铁;③就近搭铁,但要考虑到便于安装、维修方便;④对事关安全性或易受干扰的电器设备采取双重搭铁。

2 汽车线束搭铁点设计

    汽车线束搭铁点设计是汽车线束设计中的较重要环节。在设计过程中不仅应从电气设计角度是行考虑,而且应考虑整车电器部件的布置以及整车结构等因素,综合各方面因素选择合适的搭铁点形式。

    针对新能源客车的整车结构以及电器部件多且布置位置多变等情况,并考虑实际线束布置中的可操作性等,在此设计并分析几种搭铁方式,供设计人员在实际施工时参考。

    a.自攻螺钉搭铁。此种搭铁是指将搭铁线环用自攻钉固定在底盘大梁或者方钢上的搭铁方式,具体操作时应先磨去底盘或方钢上的油漆,再用自攻钉固定搭铁线坏,然后做防锈处理。此方法较灵活,可以根据线束长度来确定搭铁点,但自攻螺钉长时间使用可能存在松动,且防锈处理并不可靠。在实际设计中尽量少用此搭铁方式。   

    b.通孔搭铁。通孔搭铁是指对于半承载的底盘,在底盘的纵梁上下翼面开直径为9 mm的孔,用于搭铁与管线固定,如图5所示。此搭铁方式与自攻螺钉搭铁方式相似,也需要先打磨通孔边缘的油漆,再采用螺栓固定搭铁线环,最后做防水防锈处理。其可靠性不佳,在实际设计中尽量少采用此种方式搭铁。

   

    图5 通孔搭铁

    c.螺栓搭铁。螺栓搭铁是指用螺栓来连接搭铁线环与金属大梁的一种搭铁方式,在全承载及半承载的车型中都有应用,如图7所示。此方式是在底盘大梁上焊接一个螺柱,将搭铁点与螺柱用螺帽连接,从而与底盘导通。螺栓搭铁通用性较好,在设计上能较好地实现,但在实际布置中,用螺栓作为搭铁点可能造成固定点与搭铁点混淆。在采用电泳工艺的车型中,采用此搭铁方式则存在搭铁不良的现象。针对采用电泳工艺的车型,螺栓搭铁方式需要给出电泳防护工艺,以保证搭铁点与金属车架间的良好导通性。图8为带帽的螺栓搭铁示意图,用带螺帽的螺柱作为搭铁点,再采用螺栓连接固定搭铁线环。此方式存在两个螺帽未搭接到位的情况,造成对电泳防护不到位。

   

    d.搭铁柱搭铁。搭铁柱搭铁是指将一个有内螺纹的开通孑L的部件作为专用搭铁柱,搭铁线环通过搭铁柱与金属大梁相连接,如图9所示。搭铁柱一端焊接在金属车架上,另外一端用螺栓连接以防电泳漆覆盖搭铁柱表面。采用此方式搭铁有两个优点,一是在现场施工时,能区分搭铁柱与其他固定点,不会出现混淆情况,二是因为不需要带两个螺帽,工人在施工时较带螺帽的螺栓搭铁方式效率高。

   

    图9 搭铁柱搭铁

3 结束语

    分析了电气线束的搭铁原理以及搭铁点在电气线束设计中应要遵循的原则,设计并分析了几种常用搭铁方式,为设计人员提供参考。在实际施工中搭铁线束及搭铁点的设计,不仅应考虑电气原理、搭铁点的机械设计形式,还应考虑电气部件的总体布置、底盘车身结构、线束布置等。只有综合考虑这些因素,才能设计好搭铁线束以及搭铁点,才能保证搭铁点可靠以及整车电器部件功正常运行。