汽车配电系统与配电盒典型结构问题,该文是有关配电系统毕业论文题目范文跟配电和结构和*相关论文如何怎么撰写.
配电系统论文参考文献：
文/何皓（同济大学）
随着汽车上的电子电器设备不断增多,汽车应用的电路分配再次成为人们需要思考的重点,汽车配电盒所需保护和控制的线路也相应地快速增加.汽车配电盒通过复杂的内部汇流排连接或电子电路集成,并集中布置电子电器元件,达成一系列与之相互关联线束的连接匹配组装,乃至网域通讯,从而实现整车电子电器集中分配、保护与控制功能.一般情况下,配电盒负责整车负载系统的电源分配,并对线路加以保护,同时还要在一定程度上控制电路,保证车上各个电器部件的安全并且能够正常使用,它的性能优良与否直接影响着汽车电器系统的性能和安全.
汽车电器系统是由汽车上的各种电器通过各自的连接和相互控制而有效形成的系统,其作用主要是保证车辆在行驶过程中的可靠性、安全性和舒适性,主要由八大部分组成,如图1所示.
电器设备在使用过程中需要一定的线路连接和保护,其中包括汽车电源、中间装置和用电设备3部分.任何电器设备和电控系统都要在有电源供应的情况下才能开始工作,而要想获得电源供应,中间装置的连接自然不能缺失,常见的包括汽车线束、汽车开关、熔断器、继电器和连接器等,这些中间连接装置的配置和使用对用电设备的工作状况都产生了直接的影响.而随着中间连接装置越来越复杂,人们便在汽车电器系统中引入了汽车配电盒.
汽车配电盒也叫汽车电器配电盒,俗称保险丝盒,广泛使用在汽车电器系统中.汽车配电盒是整个汽车电器电路的核心部分,对整车的电气性能至关重要.从结构上来看,目前车辆上应用最多的大概有4种汽车配电盒,分别为：直插式配电盒、层压板式配电盒、布线式配电盒和PCB板式配电盒.
直插式配电盒
直插式配电盒原理如图2所示,这是最早期的配电盒形式.没有配电盒时,车上的线路只能直接从电源接到电器,线路纷繁且杂乱,而且由于空间的限制,车上可以布置的线路数量非常有限,所以电器功能非常单一.后来提出新的解决方案,即使用简单的塑料注塑件,设置一些连接器接插口,布置电线束单线组装连接,配置一些熔断器和继电器,加强线路的控制和保护.这也就是早期的配电盒形式,集中控制能力非常有限.虽然这种配电盒结构比较简单,线路变更灵活性较好,对系统电路的变更适应性良好,但简单的结构无法达成密封功能.我国在20世纪80年代前后引进生产的车型,其配电盒基本上都是这一形式.
直插式的配电盒并不是严格意义的集中控制配电盒,图3展示的是一个基本的集控配电盒的原理.这种配电盒在处置分配电路的时候,不仅包含了熔断器和继电器,同时对电路进行了整理,负载可以根据一定的排列组合,集中连接到配电盒,进行统一配电.这样不仅节省线束数量,提高配电效率,还有利于电路的集中管理,下面介绍的3种形式的配电盒都属于这一类型.
层压板式配电盒
层压板式配电盒按一定的要求,把电路分别布置在不同层叠加在一起的内部电路并实现控制与连接.每层线路按要求由冲压成型不同形状的母排线路排布构成,母排线路是用冲压模具制成具有一定长度、宽度、厚度和形状的铜质金属片,这些母排线路延伸到配电盒的表面,并与配电盒壳体形成配电盒连接器、继电器、熔断丝等线路插座.母排线路之间用塑料绝缘隔板分开,并采用热熔铆接的的方式固定在这些隔板上,再固定在上下塑料盖板上.因铜材料电性能良好,导体横截面可以根据负载需要制成,又可以与绝缘物固定,所以可以较好控制线路的散热,避免了工作时因回路过度发热变形而造成严重的电路短路.在线路之间,塑料绝缘隔板上设有凹槽和固定位,可以较好地固定母排线路并让母排线路安全穿过.这种配电盒从整体出发,归类负载大小,分成不同线路,可以满足电器系统的电路分配需求,也可以达到熔断器、继电器的电路应用要求,在很多日系汽车系统中得到了广泛应用.
我国在20世纪90年代前后引进生产的车型,其配电盒基本上也都是这一形式.但母排线路基本都是采用铜带材冲压制成,制成一个多层的配电盒需要的模具很多,结构比较复杂,这样铜材的重量和问题也突出,产品体积较大,制造成本很高.
布线式配电盒
布线式配电盒就是用铜线代替冲压金属片实现电器系统电路的汇流和连接分配,这种配电盒在20世纪末期得到了比较广泛的商业应用.为了简化内部结构,用母排电路将电流引入,并分配到各路继电器和熔断器,在输出与输入部分采用标准端子形成标准连接器接口与外部连接,而内部则采用铜导线导通电路.一开始这种配电盒主要采用金属片和端子直接嵌件注塑固定,端子之间用铜导线连接导通,这样就可以采用好多标准件,大大缩短了产品开发周期和简化制作工艺,后来由于音叉端子的出现,结构设计又有了较大的优化,不再需要过渡端子进行转换连接,产品的体积和重量也进一步优化.产品又可以细分到四层板和两层板几种模式.
布线式的配电盒布线方式十分灵活,导线的加工也很方便和专业,线路可变性很强,可以根据需要快捷改变和调整不同的线路布置,但其产品使用性能以及可靠性等都必须要靠制造厂家严格控制.
PCB板式配电盒
PCB板式配电盒把熔断器和继电器等器件焊接在布置了规定电路回路的电路板上,完美实现了集中控制.在实际应用中,这种型式的配电盒一般可分为单层双面PCB式和两层双面PCB式.单层双面铜箔型式的配电盒主要用在电气功能相对简单的车型,结构比较紧凑.随着汽车电器系统的不断升级,电器负载大大增多,配电盒的结构逐步升级到两层双面铜箔型式,两层电路板之间焊接铜插针制成的导流柱,连接两层PCB导通形成完整电路回路.采用双层PCB的布置方式,电路设计起来更加得心应手,PCB的高布线密度特性让配电盒的容量大大增加,更好地提高了电器电路控制数量,整个系统变得紧凑有致,重量体积和成本都得到了有效控制,带来了极大的实用价值.
PCB板型式的配电盒性能优于层压板式和布线式的配电盒,并且针对不同车型,该配电盒可以灵活改进电路板的布线.电器盒的外形尺寸有效减小,产品重量大大减轻,零件成本有效控制,市场应用前景很好,目前正被各大汽车制造商广泛使用.但由于PCB本身特性所限,电流承载能力有限,而且存在一定的焊接风险.
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