线径 Wire diameter
线径 是指导线的 标称截面 。
德标中导线线径主要有0.35、 0.5、 0.75、 1.0、 2.0等。
导线的线径在线束图纸中都有明确的定义,线束图纸标明线径有两种方式:通过 列表 注明和在 插接件的视图孔位 中注明,如上文所述。
导线线径 选取是否合理,不但关系到线束的安全,还能有效降低成本。 导线的截面积 是根据用电设备的工作电流来选择的。
根据电器件功率的大小,计算流通导线的电流, 长时间工作 的电器设备可选择实际载流量 60% 的导线, 短时间工作 的用电设备可选用实际载流量 60%~100% 之间的导线。
由于导线的允许载流量随着温度的升高而下降, 故要根据不同的 工作环境 和 温度大小 以及 导线的走向 、 插接件的数量 (电压降的大小) 适当改变导线的截面积。
导线的轻量化选取 Vehicle Electrification & New Trends
1. 绝缘皮
导线截面积选择时,考虑轻量化线束导线的外层绝缘皮也在不断进行革新,以使导线在 质量减轻 的同时 性能 也得以提高。
在众多的标准中,德标(FLRY)导线的绝缘皮更薄些, 柔韧性好 ,同样线径的导线质量也是最轻的。这也是众多汽车厂商选用德标导线的原因之一。
2. 轻量化
线束布置时考虑轻量化整车线束布置基本可分为 整体式 、 功能分段式 、 区域分段式 这3种。
从布置轻量化的角度来讲,整体式的线束设计 比较有优势 。但是随着汽车的尺寸增加, 整体式布置给装配和维修带来不便, 为此就需要考虑其它2种布置方式。
比如日系车在区域分段布置上就做得比较成熟,车身的设计趋于 模块化 ,线束的固定、连接等也都采用了轻量化的设计思路。
线束的布置在形状上还可分为 H型布置 、 h型布置 和 E型布置 等。
每种布置对线束的轻量化也有一定的影响, 其中H型布置是较好的一种布置方式, 因为H型的线束能 最大范围 照顾到整车的用电器。
线束轻量化的发展趋势为广泛采用CAN总线, 简化线束接线使其更紧凑, 在减轻质量的同时也 降低了成本 。
导线与熔断丝的匹配 Wires & Fuses
熔断丝 是一个热能响应元件,是为了保护线束而有意设计和制造成线路中最弱的一部分。
当选定电路的熔断丝元件后,应确认与熔断丝相连电路的导线规格,选用原则为 导线 的 电流-时间 特性 必须高于 串接在其内的 熔断丝 电流-时间 特性曲线。
熔断丝在通过 过载电流熔断 后,外形要保持完好,能正常从固定座上取下。
熔断丝按可承受电流分类可分为 mini 、 midi 、 Jcase 、 mega 等,熔断丝的每一个电流值 都 对应 一定范围的电阻,并由此定义其过载的特性。
(图 4 熔断丝时间-电流特性曲线) 建议持续工作负载为熔断丝额定电流的75%, 实际熔断丝额定值的选用可参考公式。
If : 理想的熔断丝额定值 In :额定工作电流 RR :环境温度修正系数 在导线线路设计过程中, 第一选择 是不共用熔断丝。但是随着汽车线路增加的同时,留给线束的空间越来越小,不共用熔断丝需要付出成本和空间的代价。
综合各种因素考虑,在电路设计中 整合熔断丝 是一个不错的选择。现简单介绍一些熔断丝的整合原则。
1. 独立熔断丝
(熔断丝)
安全件最好使用独立熔断丝。安全件既包含国标定义的,还有各主机厂自行定义的, 如 位置灯 、 示宽灯 、 近光灯 等。需要为这样的零件 单独配置 熔断丝。
2. 不可共用熔断丝
安全件、非安全件 不可共用熔断丝 。这是为了防止因非安全件回路短路导致熔断丝熔断,造成安全件不可工作的不良后果。
3. 可共用熔断丝
功率不大的非安全件 可以共用熔断丝。这在设计中非常常见。
例如,将2个远光灯共用一个熔断丝等。
4. 其他
不同时工作的负载 可以共用熔断丝。车辆上有些设备不会同时工作, 这时共用熔断丝可以 提高 熔断丝的 利用率 。
总结 conclusion 导线的类型 、 零件要求特性 、 线号 、 线色 、 线径 、 导线的轻量化 与 熔断丝的匹配 是汽车线束导线选取需要重点考虑的7个方面。
工程师需掌握这7个方面的相关知识,才能够设计出 高品质 、 低成本 的线束,并对线束做出一定的改进。
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