这些年来,汽车越来越多地使用电动。这不仅仅是电力电子,还包括传感器数据、通信和许多其他协调的电子信号。对于飞机或商用车辆来说,线束可能更复杂,有数百个连接点。

设计、构建和测试这些工具需要计划和对细节的关注。

一旦充分了解了工作范围,就可以开始开发工具设计了。功能内容的分配——即特征如何在整车上分布、电子控制单元(ecu)的数量和位置等——最好使用CAD软件来完成。有了这些信息,我们就可以识别出特定的连接器,并开始将电线布线到各个腔体上。

在这一阶段的工作中,我们将受到一些东西的指导,其中之一是导线电阻的方程:R=rL/ a。

在该等式中,R是电线的电阻;R是导体的电阻率(以欧姆为单位测量);l是电线的长度;A是线的横截面积。

我们将使用这种方程式来给我们与电线相关的电阻量。r随着长度的增加而上升,但随着横截面积增加,它变下来。仿真可以通知我们信号(或电压)的损失可能是由于线束长度和横截面积,以及可以承载的电流。这将有助于我们确定最佳的钢丝计,以便我们可以承载电流或将电压输送到负载,而不会导致导致的线长度过多的信号。它还可以帮助捆绑,或者哪条线可以在一个组内的相同空间中行驶。

捆扎完成后,我们可以使用CAD工具对线束进行布线。这些工具通常具有模拟功能,允许工程师探索系统如何以电而不仅仅是机械方式工作。例如,我们可以模拟线束元素的负载特性,以测试设计中不可避免的假设。

这些工具甚至可以充分复杂以模拟数据总线或串行通信。在这些情况下,我们可以观察线束对数字信号的电气冲击,注意到信号上升时间等的属性和一般成形,以确认线束设计不会对信号形状和强度产生负面影响。

原型设计

与许多人可能说的是,车辆设计项目不包括在下阶段之前完成所有纸张设计。纸张设计将是CAD模型。部分验证部分将通过仿真完成。

然而,您迟早会需要一个脊甲的物理原型。组装原型的车间通常是最终生产成品的车间。根据我的商业卡车制造经验,原型线束的交货期可以是8到12周。如果你支付额外的费用,你可能会被排到队伍的最前面。另一种解决方案是在内部构建原型脊甲,但这也需要成本。

无论哪种方式,最终都将需要原型挽具来探索线路如何适合车辆。您可以从使用原型中学到很多东西,例如安装它可能需要什么特殊工具,或者如何以最有效的方式安装线束。该原型还代表了一个学习经验,为线束车间。

这些临时制造的线束将接受体格检查。例如,工程师可以反复检查电线的长度或进行连续性测试。这些物理测量告诉我们一些关于实际部件的信息,最终这些部件将被放入接近最终生产版本的测试车辆中。从这些测量中收集的数据将对未来的脊甲结构产生影响。

连续性测试

吊带的尺寸和结构检查并不困难。然而,线束的连续性测试可能非常耗时,特别是对于包含400多条线的大型线束。商用车不同于乘用车。电气和电子系统有许多变化和配置。例如,在一些商用车中,只有驾驶侧有电源锁和电源窗。

手动检查大型线束的连续性相当于抽查。在将线束安装到测试车辆上之前,只有一小部分的电线互连可以通过人工测试技术进行成本有效的测试。因此,原型完全有可能有不应该连接的跨连续线,但实际上是连接的。

为了充分检查这些问题,我们必须测试预期的连接以及对线束束中其他元素的意外连接。由于这些线束最终将用于原型车,确保所有这些附件是正确的是很重要的。从我在一家商用车制造商工作的经历中,我们了解到,在将零件安装到原型车上之前,最好对线束进行详细的探索,以评估其准确性和与设计意图的一致性。几分钟有效地测试一个线束原型可以节省数小时,有时甚至数天的根本原因分析和车辆层面的返工。

例如,让我们假设原型线束已经设计并安装在原型车辆中。接下来,我们试图使用车辆的功能仅发现他们不起作用。为什么不?它是错误的软件吗?它是硬件吗?或者是线束吗?总的来说,各种工程师和技术人员最终爬进车辆,了解出了什么问题。在某些情况下,可能需要沿着车辆的部分撕开以解决问题并进行校正。这消耗了很多时间并将测试车辆与轨道时间或其他测试活动保持。

那么,我们怎样才能做得更好?首先,在将车辆放在车辆之前,线束原型应该是已知数量。必须完成连续性和其他电气测试。

但是,手工执行线束的点对点测试不是一个选项。例如,让我们假设这个装置有100个连接点。手动检查电线一端到另一端的连续性可能在10秒内完成。然而,在一个由100个端点组成的束中,测试其中一端是否具有交叉连续性需要1000秒——将近17分钟。

这不是对时间的最佳利用,特别是当这类测试可以很容易地自动化时。一个好的线束测试仪可以在1秒内检查100根线束!幸运的话,手动测试的准确率可能达到95%。一个线束测试仪可以以99.999999%的准确率运行测试。

在卡车制造商,我们使用的是Dynalab测试系统公司的NX Pro+。该仪器可以直接从工程师的计算机导入设计文档到测试夹具,最大限度地减少文档处理错误。该装置有32,768个测试点。

要测试线束,必须制作一个适配器线束,将测试夹具连接到线束上。接下来,将一个配置文件加载到测试器中。此配置文件是线束设计文档的导出。它包含了所有线束测试引脚的列表,以及线束本身的设计。这个fixture会在几秒钟内将该工具与设计文档进行比较。该仪器对连续性、不连续性和交叉连续性的检查比人工更快、更准确。此外,该仪器可以检测断续的电线连接,提供线束失去连接的具体位置。

当然,线束测试仪也不是绝对可靠的。提供给测试人员的配置文件必须是正确的,因此检查创建配置文件的过程可以节省额外的时间。手工创建这个文件并不是最有效地利用工程时间。在一种情况下,创建一个配置文件至少需要5个小时。最后,我们开发了一个简单的程序,将执行时间减少到大约5秒。创建这个程序花了两天时间,大约四次套接后就有了回报。

如果您的产品由大线束组成,您可以做得好,以便找到自动化产品对设计意图的方法。