混合動力重型汽車電路設計及可靠性研究

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的重要通道，由于混合動力重型汽車電子電氣系統增加了許多模塊使得電路變得比較復雜，如何設計可靠性的電路，滿足重型汽車安全行駛需要，是汽車制造技術的關鍵。

關鍵詞：混合動力；重型汽車；電路設計；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動能源的汽車。由于混合動力重型汽車的結構更加復雜，因此電路變得更為復雜，如何優化電路設計，提高電路相應速度是發展新能源汽車的關鍵技術。

1混合動力重型汽車電路設計原則

混合動力重型汽車相比傳統的燃油汽車而言其增加了驅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，一旦出現故障就會造成嚴重的安全事故，因此電路設計需要將安全與可靠性作為設計的核心原則；最后是具有實時性。電路系統的特點就是及時將各種事件進行相應?？傊?，汽車的電路系統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計

2.1高壓電路可靠性設計

高壓電路可靠性設計主要包括：一是高壓導向的可靠性分析與設計。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，以某型號的混合環衛汽車為例，該車處于純電機驅動的時候，峰值電流達到280A，電路電流達到208A，再加上其它設備的應用，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。混合動力重型汽車流經插座器的電路比較大，因此類似于針狀的端子可能會出現“熱點”現象，進而導致端子的融合出現損壞，而且可能會在汽車時候過程中因為外部因素而導致短路，因此在插座器的設計中需要做好防水性設計，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計、安裝橡膠護套。三是繼電器的可靠性設計?；旌蟿恿ζ嚨睦^電器屬于電磁式，因此設計的繼電器觸頭額定電流比較大，一般選擇晶閘管。

2.2低壓電路設計

一是傳導干擾設計。傳導干擾是電氣設備之間產生的干擾信號通過公共電源線相互產生的，具體在混合動力汽車中傳導干擾主要包括：電源線、共開關量抖動干擾等，由于受到線路設計的不同，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計。耦合干擾就是電子設備產生的干擾信號通過空間耦合傳遞給另一電子設備。其主要包括感性耦合干擾和容性耦合干擾。

2.3電路布局設計

混合動力汽車的電路數量比較多，優化線路布局是提高電器元件使用壽命，增強電氣系統工作可靠性的重要舉措，而各個控制器與電氣設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備。一是電氣模塊布局的設計。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。二是線束的走向設計。線束走向是電氣設備安裝的前提，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。結合實踐我們經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總線的設計

在混合動力重型汽車中CAN總線有著廣泛的應用，使用CAN總線能夠有效減少各個部件之間的線路連接，降低回路的數量，進而避免出現線路短路故障。CAN總線一般使用雙絞線作為傳輸介質，這樣可以避免信號干擾。

3混合動力重型汽車電路設計可靠性實驗

基于上述的電路設計，通過運用相關實驗對設計的電路進行檢測以此判定電路的可靠性：首先依據相關實驗規定對汽車的車身控制器和IC儀表的CAN總線進行通信實驗，通過實驗數據，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、制動以及車速等環節的控制記錄相關的數據，通過對相關數據的統計分析：整車的電路設計可靠性符合汽車安全行駛的要求，對于出現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結束語

總之，混合動力重型汽車的電路設計工作尤為重要，隨著汽車技術的不斷發展，尤其是新能源汽車在社會中普及，我們要科學設計電路，優化電路布局，以此提高我國新能源汽車制造業的健康發展。

參考文獻

[1]章桐，賈永軒.電動汽車技術革命[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]任素云，孫云峰.CAN總線技術在汽車上的應用[J].技術與市場，2010，（06）.