混合動力重型汽車電路設(shè)計及可靠性研究

杜利航

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

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.14.100

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：一是高壓導向的可靠性分析與設(shè)計。高壓導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，峰值電流達到280A，電路電流達到208A，再加上其它設(shè)備的應(yīng)用，其電流瞬間可以達到210A，因此為降低能源損耗，避免因為電路過大而導致出現(xiàn)電路短路問題，需要選擇電阻小的導向。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套組成?；旌蟿恿χ匦推嚵鹘?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，進而導致端子的融合出現(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。另外還需要進行絕緣設(shè)計、安裝橡膠護套。三是繼電器的可靠性設(shè)計?；旌蟿恿ζ嚨睦^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

一是傳導干擾設(shè)計。傳導干擾是電氣設(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。在進行線束的走向布局前需要對線束進行包扎，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總線進行通信實驗，通過實驗數(shù)據(jù)，該電路具有較強的抗傳導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。

參考文獻

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