劉鵬凱 劉海亮

摘 要：交通工具電氣系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域正在重復(fù)多年前集成電路和印刷電路板（PCB）設(shè)計領(lǐng)域的歷史。這些領(lǐng)域在技術(shù)上的復(fù)雜性開始超過設(shè)計工程師們能夠獨立理解的范圍。有太多的變量需要兼顧，也有太多規(guī)則需要執(zhí)行。電氣系統(tǒng)的日益復(fù)雜性常被視為現(xiàn)如今交通工具設(shè)計師們面臨的第一大挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：汽車；電氣；設(shè)計；重點；優(yōu)化

1 汽車電氣設(shè)計的重點

在我們的工作中，汽車電氣設(shè)計工作是整個汽車生產(chǎn)過程中非常重要的內(nèi)容，在汽車電氣設(shè)計工作中我們要不斷的總結(jié)和創(chuàng)新，從而開發(fā)和研究出更優(yōu)化的設(shè)計方式和程序，通過實際設(shè)計中的細(xì)節(jié)完善和設(shè)計階段節(jié)點的有效控制來保障質(zhì)控流程的輸出，在整個電氣設(shè)計的工作中包括了工程文件的優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化等方面，除此之外，對于汽車設(shè)計工作而言，讓汽車設(shè)計走向成熟和優(yōu)化才是最終的要求，在汽車設(shè)計的最初研發(fā)和設(shè)計階段就要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，必須根據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，只有設(shè)計系統(tǒng)的保障才是未來汽車設(shè)計發(fā)展的重要方向，在整車設(shè)計工作中，電氣設(shè)計系統(tǒng)屬于一項獨立的課題，并且在汽車不斷的發(fā)展過程中，電氣系統(tǒng)設(shè)計的重要性越來越凸顯，在汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計工作中通常包括：標(biāo)桿車逆向；電氣系統(tǒng)原理圖設(shè)計；電氣系統(tǒng)電能平衡計算；電器件布置和三維線束布線設(shè)計；電線柬設(shè)計。除了基本的功能保障之外，在電氣設(shè)計工作中，由于各項相關(guān)汽車法規(guī)的規(guī)定和客戶的不同需求，還需要汽車設(shè)計人員對汽車電氣進(jìn)行不斷的優(yōu)化和執(zhí)行，這些不同的需求是整個系統(tǒng)開發(fā)和制造的重要引導(dǎo)，在未來的發(fā)展過程中，汽車設(shè)計不僅僅面臨的是客戶的需求還要在可靠性、質(zhì)量以及復(fù)雜性問題上不斷的改進(jìn)優(yōu)化。

2 汽車電氣設(shè)計的優(yōu)化

當(dāng)代汽車電氣設(shè)計的時代特點，主要體現(xiàn)在兩個方面：首先是系統(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)濟性和環(huán)保特性。

2.1 總線技術(shù)

當(dāng)代汽車電氣的代表車型，如：奔馳、寶馬、豐田等世界頂級車型，在電氣性能上，均采用了以計算機為核心的智能控制。不但整車具有良好的動力性能、完善的安全性能，而且駕駛起來輕松自如、悠閑自得，實現(xiàn)了電腦技術(shù)和汽車的完美結(jié)合。這樣的系統(tǒng)通常依賴于CAN總線技術(shù)。從整個電氣系統(tǒng)平臺而言，它具有整合所有獨立電氣/電子系統(tǒng)的獨特作用。整合時可能產(chǎn)生需要設(shè)計修改的意外問題。在正向設(shè)計過程中，必須對設(shè)計車型電器件原理進(jìn)行匯總整理。根據(jù)配置的需要和各電器件設(shè)計容螢，進(jìn)行整車電源合理分配以及熔斷片、繼電器容量的確定。

2.2 設(shè)計過程

在汽車的設(shè)計過程中，一款汽車的設(shè)計數(shù)顯要進(jìn)行頂層的可視化工作，通過可視化的處理來進(jìn)行需求的分析和生成，通過不同的需求來進(jìn)行功能的分解，有了功能目標(biāo)之后的下一步就是進(jìn)行邏輯設(shè)計，通過邏輯設(shè)計之后要進(jìn)行物理設(shè)計，接下來就是組件設(shè)計的詳細(xì)內(nèi)容，將整個設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化和重排，對整個部件的安排以及電路板、電子控制單元等進(jìn)行整合，從而實現(xiàn)最終產(chǎn)品的設(shè)計，隨著汽車技術(shù)和設(shè)計的不斷發(fā)展，設(shè)計工作的復(fù)雜性也在與日俱增，科技化的發(fā)展實現(xiàn)了設(shè)計管理和變更的高度自動化，從而實現(xiàn)了復(fù)雜問題解決的簡單化，在設(shè)計過程中可以采用軟件的設(shè)計方式來進(jìn)行追蹤、連續(xù)性、歸檔和全面自動化，通過整個設(shè)計過程和生命周期的模型涵蓋來保障系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化，在設(shè)計過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)國標(biāo)和汽標(biāo)規(guī)定進(jìn)行，產(chǎn)品設(shè)計要注重人性化和系列化，在設(shè)計中考慮到工作條件以及客戶需求等多個方面，最終得到優(yōu)化的設(shè)計結(jié)果。

2.3 電氣系統(tǒng)電能平衡計算

在電氣系統(tǒng)過程中，電氣系統(tǒng)電能平衡是一個不可忽視的內(nèi)容，通常所謂的電氣系統(tǒng)電能平衡指的是發(fā)電機功率匹配以及蓄電池電容量和起動機的計算和確定，這三個內(nèi)容受到多個方面的影響，所以在具體的計算過程中，雖然已經(jīng)有明確的計算方式，但是仍存在估算值，所以在設(shè)計過程中，電氣系統(tǒng)的電能平衡計算可以通過更為簡便的方式進(jìn)行，通過電氣系統(tǒng)的分析對整車電氣配置參數(shù)進(jìn)行總結(jié)，從而根據(jù)電壓、蓄電池、功率等內(nèi)容來實現(xiàn)電能平衡的計算工作。

2.4 用電設(shè)備工作性質(zhì)分析

用電設(shè)備的不同要求和用電設(shè)備的時間要根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c以及電能的配需情況來進(jìn)行劃分和確定，通常根據(jù)用電設(shè)備的使用情況分為短時工作、隨機使用和連續(xù)工作。這種區(qū)分方式是一種簡單的劃分，可以通過這種劃分來進(jìn)行設(shè)備的關(guān)系分析，連續(xù)工作設(shè)備顧名思義是持續(xù)不間斷用電的行駛和設(shè)備，在汽車中主要包括行駛系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、發(fā)動機、組合儀表等，短時工作設(shè)備包括各種轉(zhuǎn)向燈、前照燈鼓風(fēng)機、喇叭、以及刮水器等內(nèi)容，汽車行駛過程中使用時間不確定的設(shè)備為隨機使用設(shè)備，大致包括電動門窗、制動燈、點煙器、安全氣囊、音響系統(tǒng)等，不同的季節(jié)和工作狀態(tài)下電氣系統(tǒng)的負(fù)荷不盡相同。并且不同的行車習(xí)慣以及交通狀態(tài)等問題都會造成電氣系統(tǒng)使用方式的不同，這就造成了不定項的內(nèi)容，計算起來較為復(fù)雜，為了簡化這種計算的方式，可以采用用電設(shè)備使用頻度的權(quán)值計算方式，在計算公式中用μ來表示，統(tǒng)稱為加權(quán)求和。在整個車的設(shè)計內(nèi)容基本確定之后，通過總布置來實現(xiàn)整個車內(nèi)以及各個電器件的坐標(biāo)，充分考慮到人機工程、裝配以及電器件的使用功能等內(nèi)容，從而保障客戶使用的舒適程度。

2.5 三維線束布線設(shè)計

在布線設(shè)計工作中，通常需要遵循三維線束布線的原則和要求，在金屬件孔以及金屬棱角的部分必須進(jìn)行保護裝置，常用的保護方式是彈性護套管的保護，并且車身金屬部分開孔設(shè)計必須進(jìn)行橡膠的保護，避免出現(xiàn)金屬孔的棱角等問題，由于布線較多，所以在線束布線過程中盡量的沿邊進(jìn)行，必要時要設(shè)定專門的走線凹槽，避免讓線束承受上部的壓力問題，并且由于車體的高速移動，所以必須將線束進(jìn)行固定，規(guī)范要求懸空布線的出現(xiàn)必須小于300mm。除了基本的布線要求之外還要根據(jù)不同的汽車特點進(jìn)行布線設(shè)計。

3 結(jié)束語

總而言之，在新能源汽車的不斷發(fā)展中，汽車電氣設(shè)計越來越重要，汽車的電氣設(shè)計不斷優(yōu)化是未來新能源汽車發(fā)展的一個重要趨勢。

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