汽車電器教案(電源分配)

1、課程名稱汽車電器構(gòu)造與維修課題名稱實訓(xùn)十七、 汽車電源分配 授課時間授課地點授課時數(shù)講授示范學(xué)生實 操學(xué)生實操考核授課班級第十八周汽車負(fù)一樓實訓(xùn)場地10.52.521651Z4Z51651D2、169701教 學(xué)目 的要 求知識目標(biāo)1了解汽車電源分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點、型號。2了解工作原理，訓(xùn)練邏輯思維的能力、想象能力。3. 了解電源分配系統(tǒng)故障及其排除方法能力目標(biāo)1掌握汽車電源分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點、型號。2能正確的檢測汽車電源分配系統(tǒng)。3能在實車進行電源分配系統(tǒng)的檢查和更換。素質(zhì)目標(biāo)1形成良好的紀(jì)律觀念，遵守行業(yè)法律法規(guī)；2樹立工具、設(shè)備使用的安全意識；3形成良好的團隊協(xié)作精神；4鍛煉組織溝通

2、能力，能夠與團隊其他成員協(xié)同解決問題；5培養(yǎng)良好的5S習(xí)慣教學(xué)重點1電源分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點、工作原理。3.電源分配系統(tǒng)影響因素、使用、維護和故障診斷方法。教學(xué)難點1. 汽車電源分配系統(tǒng)的故障分析與檢測方法。2. 能在實車進行電源分配系統(tǒng)的檢查和更換。教學(xué)策略教學(xué)方 法 分組討論法 案例教學(xué)法 任務(wù)教學(xué)法 教學(xué)過程中體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師進行適當(dāng)講解、并進行引導(dǎo)、監(jiān)督、評估。教學(xué)資 源教師準(zhǔn)備學(xué)生準(zhǔn)備1.器材：整車6輛（3輛2013款科魯茲 3輛2014款新桑塔納）1.穿好工作衣（整理儀容儀表）2.耗材：汽油、抹布3.資料：維修手冊（2013款科魯茲 3輛2014款新桑塔納）2.汽車電器構(gòu)造與

3、維修教科書、練習(xí)冊、筆記本、筆4.工量具：世達(dá)工具、連接線、萬用表、試燈巡 回指 導(dǎo)內(nèi) 容1. 討論、提問、操作。每組67人。2.電源分配系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能及原理。3.電源分配系統(tǒng)的拆解及檢測方法。授課過程教 師 活 動學(xué) 生 活 動一組織學(xué)生站隊、收手機、行上課禮、做好考勤、宣布課堂紀(jì)律。課堂情況（考勤表）授課班級應(yīng)到人數(shù)實到人數(shù)請假人數(shù)曠課人數(shù)課堂情況記錄2 導(dǎo)入新課：由整車的成本目標(biāo)和競爭車型的電器功能方面的分析，電器系統(tǒng)的設(shè)計人員需掌握該新開發(fā)車型電器方面的技術(shù)要求，確定此車的不同配置車型 ( 基本型、舒適型、豪華型) 的電器配置，并確定該車有可能的改型車的電器方面的配置要求，在整車電

4、源分配上盡可能地考慮預(yù)留、通用，這樣就可以在改型車后期滿足電器設(shè)備用電量預(yù)留。1 活動一：電源分配控制策略答：在汽車的行駛過程中，駕駛員根據(jù)需要和規(guī)定發(fā)出必需的音響信號，警告行人和引起其他車輛注意，保證交通安全，同時還用于催行與傳遞信號。在概念設(shè)計期間，需要勾畫出整車的控制策略框架，計算整車電路系統(tǒng)大概包括哪些用電單元，功率多大，用電單元采取何種控制方式，如何控制? 需體現(xiàn)出保險絲、繼電器及其所掛負(fù)載的連接關(guān)系，同時需要對整車的用電器進行初步確定，并設(shè)計整車電源分配圖，計算出需要的電源分配中心、電源系統(tǒng)來滿足整車電器的需求。電源分配圖是反映整車熔斷絲以及繼電器同用電設(shè)備之間對應(yīng)關(guān)系的圖紙。常規(guī)

5、電源分配圖一般由蓄電池、發(fā)電機、點火開關(guān)、熔斷絲、繼電器、導(dǎo)線、負(fù)載等幾個部分組成，各部分注意事項如下:( 1) 熔斷絲應(yīng)標(biāo)明名稱、容量和類型; ( 2) 繼電器應(yīng)注明功率、繪制出控制圖;( 3)導(dǎo)線應(yīng)注明導(dǎo)線截面積，如有可能線號及顏色可以標(biāo)注上去;( 4) 在圖紙繪制布局時盡量保證同一熔斷絲控制單元電路繪制在一起，避免交叉布置，這樣可以為后期熔斷絲盒的設(shè)計提供很大便利。2 電源分配設(shè)計架構(gòu)對于一個新開發(fā)車型，一般按照圖 1 所示流程逐步完成整車電源分配流程圖，根據(jù)整車的配置、性能指標(biāo)、功能，完成電源系統(tǒng)功能分解，其功能是: 整車供電、充電、起動機等。圖 2 所示為某車型電源系統(tǒng)分配架構(gòu)示例。

6、活動二：查找資料了解電源分配系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)、分類1 配置表:配置表是一項至關(guān)重要的文件，它對該新車型的所有子系統(tǒng)的開發(fā)都起到至關(guān)重要的作用。就整車電器而言，配置表分解會影響到整車電器零部件采用情況，幫助設(shè)計者在項目初期對整車電器有總體上的、較為具體的把握，同時為整車控制策略的確定、電器盒的選型、電源分配、原理設(shè)計、三維線束布線、二維線束圖紙設(shè)計等方面，同時為整車電器控制策略的確定、負(fù)載選型提供依據(jù)。就電源分配設(shè)計而言，要對配置表逐條進行分析，所有涉及電路部分均應(yīng)被單獨羅列出來，以便下一步的負(fù)載設(shè)備確定，在配置分析時要注意以下幾項:( 1) 分析整理用電設(shè)備應(yīng)以配置表上的最高配置來實施，電源分配圖

7、是后期進行配電盒設(shè)計的重要依據(jù)，一般來說高配車型所用到的繼電器盒熔斷絲數(shù)量要高于低配車型，如果按照低配車型設(shè)計電源分配，在設(shè)計高配車型時，配電盒預(yù)留的熔斷絲和繼電器數(shù)量就無法滿足。( 2) 低配車型所用到的熔斷絲或繼電器反而比高配車型多的情況比較少見，但也不代表沒有，隨著電氣技術(shù)模塊化、集成化，繼電器和熔斷絲由模塊自帶，而低配車型無此模塊需要繼電器盒提供安裝位置，這也是在電源系統(tǒng)分配設(shè)計時需要考慮的因素。表 1收音機配置信息序號動力總成1. 5-MT備注型號實力型進取型豪華型尊貴型1電 調(diào) 收 音 機 +MP3 接口2單碟 CD+MP3 接口34 個揚聲器46 個揚聲器注:代表車型配置收音機是

8、把電臺發(fā)射的無線電波中的音頻信號取出來，加以放大，然后通過揚聲器還原出聲音。具體講: 從天線接收到電臺的高頻信號，通過輸入回路選出其中需要的電臺信號送入變頻級的基極，同時，由本機振蕩器產(chǎn)生高頻等幅波信號，其頻率高于被選電臺載波送入變頻級的發(fā)射極，二者通過晶體管的非線性變換，將高頻調(diào)幅波變換成中頻調(diào)幅波信號。變換后的中頻信號通過變頻級集電極接的 LC 并聯(lián)回路，被送到中頻放大器，放大后，再送入檢波器進行幅度檢波，然后通過低頻電壓放大和功率放大，再去推動揚聲器，還原出聲音。此系統(tǒng)工作由設(shè)備電路板內(nèi)部處理完成，所以該系統(tǒng)沒有用到繼電器保護。2. 搭鐵點負(fù)載確定示意圖上需表達(dá)出搭鐵點在整車上所處的大致

9、位置，同時需附加表格以表達(dá)出某搭鐵點上所掛負(fù)載，如圖 3 所示某車型搭鐵示意圖。附表左后燈具搭鐵點負(fù)載序號搭鐵點號所帶負(fù)載左后轉(zhuǎn)向燈1G301左后霧燈左后制動燈3.接地分配接地點分配，主要遵循以下幾個原則:整車電器件采用就近共用搭鐵點的原則，但針對 ECU、安全氣囊、ABS 等影響整車安全性的電器件和音響、油位傳感器等對干擾較敏感的電器件，要求單獨搭鐵。大電流負(fù)載 ( 電機等) 和小電流負(fù)載 ( 傳感器等) 要求分開搭鐵。搭鐵位置的確定應(yīng)遵循:( 1) 搭鐵點盡量布置在容易維護的地方，便于搭鐵點維護;( 2) 選擇就近搭鐵。即在用電器附近搭鐵，這樣就可以將在某一范圍內(nèi)的用電器的地線合并在一起;

10、( 3) 對燈具、風(fēng)扇等電器電路中的搭鐵，可以在線束中設(shè)計一個打卡點，然后再連接到車身上搭鐵點，就可以減少導(dǎo)線的使用，降低線束的直徑與質(zhì)量;( 4) 對于控制單元、傳感器、儀表等電路的搭鐵，為避免搭鐵信號的干擾，應(yīng)直接從電器件引線到搭鐵點;( 5) 搭鐵位置優(yōu)先選擇在各主要的梁上，除非特殊情況外，不允許使用支架搭鐵，避免搭鐵不良;( 6) 遵守一些電器件搭鐵的特殊要求。如發(fā)動機的搭鐵要求在距離控制模塊 200 mm 以內(nèi)，應(yīng)該優(yōu)先滿足4.引導(dǎo)觀察：回路保護分級以表 2 所示某車型發(fā)電機正極回路熔斷絲為例 ( 前艙電器盒部分) 。( 1)一級保護表 2前艙電器盒一級保護序號容量 /A類型負(fù)載功能

11、布置位置180MIDI儀表電器盒總保險240J-CASEABS 電源350J-CASEEPS 電源前艙電器盒430J-CASE風(fēng)扇低速515mini左近光、左遠(yuǎn)光( 2)二級保護表 3 所示為儀表電器盒總?cè)蹟嘟z次級保護 ( 儀表電器盒部分) 。表 3儀表電器盒總?cè)蹟嘟z次級保護序號容量 /A類型負(fù)載功能布置位置140J-CASE點火開關(guān)225mini后除霜330mini天窗儀表電器盒430J-CASE鼓風(fēng)機520mini左前玻璃升降器(3) 三級保護表 4 所示為點火開關(guān)熔斷絲次級保護 ( 點火開關(guān)部分) 。表 4點火開關(guān)熔斷絲次級保護序號容量 /A類型負(fù)載功能備注110miniBCM、天窗、音

12、響ACC220mini點煙器310miniICM410miniSDMIGN1515mini前雨刮電機5.建立電源屬性表建立電器屬性表是一個數(shù)據(jù)收集過程，收集數(shù)據(jù)只是為了更好地設(shè)計電源分配圖，屬性表內(nèi)容應(yīng)至少包括供應(yīng)商信息，各針腳額定電壓 / 電流、峰值電壓 / 電流、堵轉(zhuǎn)電流 ( 電動機類) ，接插件型號、供電模式等。6.整車電源功率表確定表 5 所示為某車型電源功率確定表示例 ( 前艙部分) 。表 5某車型電源功率確定耗用電線路設(shè)計保險絲參考序號用電設(shè)備名稱功率 /W導(dǎo)線截面額定電參考載流備注流 /A電流 /A積 /mm2流 /A( 35 A)1發(fā)動機瞬間251201502散熱風(fēng)扇150 2

13、5013 212 5303330工作時長時間用3空調(diào)離合器544 51151820打開空調(diào)長時間用4左前大燈554 51151810長時間用右前大燈554 511518105前左右霧燈120101 5202220長時間用6轉(zhuǎn)向燈9581151815短時用7位置燈3530 571010長時間用8刮雨器40 703 3 5 81151815長時間用9單音喇叭554 61151815短時用10雙音喇叭1008 31151815短時用7.負(fù)載設(shè)備位置分析負(fù)載設(shè)備分布位置分析的主要目的是依據(jù)負(fù)載的位置確定其熔斷絲和繼電器的合理位置。位置分析是否到位關(guān)系到整車線束，關(guān)系到整車導(dǎo)線的用量以及負(fù)載設(shè)備的電器性

14、能。在設(shè)計過程中需要貫徹的原則: 適當(dāng)?shù)匮娱L控制線路長度，以盡可能地使起執(zhí)行作用的導(dǎo)線最短。這樣做的目的是盡可能地使電源到負(fù)載時電損耗最小，同時，起執(zhí)行作用的導(dǎo)線一般線徑較粗，這樣也能節(jié)約一定的成本，降低整車質(zhì)量。負(fù)載布置注意以下幾項:( 1) 負(fù)載布置直接影響整車線束的布置方式、線束在整車中的走向、線束直徑的大小，進一步影響著車身的結(jié)構(gòu)與線束布置方案以及整車的質(zhì)量。合理的布置還可以節(jié)約一定的線束成本;( 2)負(fù)載設(shè)備可維修性考慮。對于整車電器系統(tǒng)，不可避免地會存在維護工作，如不同線束間的連接器、電器盒熔斷絲、繼電器的更換、OBD 接口的使用、ECU 的檢測維護等;3) 要根據(jù)設(shè)備特性、環(huán)境要

15、求進行布置。活動三： 熔斷絲和繼電器確定1.選定熔斷絲的流程( 1) 決定熔斷絲種類、額定電流。 計算使用回路的負(fù)載電流; 確認(rèn)負(fù)載波形的模式; 從負(fù)載規(guī)格選定熔斷絲種類;從負(fù)載電流值、通電模式計算出熔斷絲容量。一般情況下導(dǎo)線的工作電流按照在常溫 ( 25 ) 下選擇額定電流的 75% 為工作電流，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，熔斷絲的載流能力會下降，下面有經(jīng)驗公式可以在確定保險絲容量時作為參考:InIf = ( × 0. 75)式中: If 為保險絲的理想值; 為溫度折減系數(shù); In 為正常工作電流值。例如: 一個快熔保險絲在 90條件下工作，并在 1. 5 A 時工作，溫度折減率 是 95%

16、 。那么保險絲理想值是:1. 5If= ( 0. 95 × 0. 75) = 2. 1 A這種情況下根據(jù)保險絲的實際規(guī)格可以選擇 3 A 的保險絲來保護線路。( 2) 選定連接電線尺寸、確認(rèn)上限長度。 ( 3) 測試確認(rèn)溫度上升、短路測試。確保待測物的可靠度; 確認(rèn)零部件均在溫度范圍內(nèi)使用及有無異常上升 。3. 選定熔斷絲種類 ：( 1) 小電流負(fù)載;( 2) 短時間電流脈沖負(fù)載; ( 3) 大電流負(fù)載; ( 4) 長時間電流脈沖負(fù)載; ( 5) 鎖電流負(fù)載。在選用保險絲種類過程中，需要對保險絲做以上 5 項試驗，在確保規(guī)定的時間內(nèi)及負(fù)載下確認(rèn)零部件無異常問題發(fā)生。3.1繼電器確定

17、( 1) 繼電器有如下幾種作用: 擴大控制范圍。例如，多觸點繼電器控制信號達(dá)到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路; 放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路; 綜合信號。例如，當(dāng)多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時，經(jīng)過比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果; 自動、遙控、監(jiān)測。例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現(xiàn)自動化運行。( 2) 繼電器的選擇: 按使用環(huán)境選型，使用環(huán)境條件主要指溫度 ( 最大與最小) 、濕度 ( 一般指 40 下的最大相對濕度) 、低氣壓 ( 使用高度 1 000 m

18、 以下可不考慮) 、振動和沖擊; 按輸入信號不同確定繼電器種類，若整機供給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器; 繼電器額定電流的選擇，繼電器額定電流的 70% 不應(yīng)該小于負(fù)載的平時的正常工作電流;例如:工作電流為10. 5 A的負(fù)載應(yīng)選用額定容量不小于 15 A 的繼電器，這樣繼電器才能長久地可靠地工作。確定所選用的繼電器各項技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足電路設(shè)計及相應(yīng)的實驗標(biāo)準(zhǔn)要求; 根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點的種類和容量。國內(nèi)外長期實踐證明，約 70% 的故障發(fā)生在觸點上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點非常重要; 繼電器線圈參數(shù)的選定，繼電器動作后，如果降低保持電壓會減弱產(chǎn)品的抗震性，有可能在汽車顛簸時發(fā)生誤動作。推薦使用的保持電壓應(yīng)高于 80% 的額定電壓。繼電器的釋放電壓一般為 10% 的額定電壓，當(dāng)線路上殘余電壓過大時，會造成繼電器不釋放。為保證低動作電壓 ( 60% 額定電壓) 的要求，線圈一般設(shè)計功耗較高，長期施加在線圈上的最大工作電壓一般應(yīng)小于 120% 額定電壓，以防止高溫老化、線圈匝間短路而使繼電器失效。三、 集合，對各小組考核進行點評，指出其存在問題，表揚優(yōu)秀的學(xué)生，對表現(xiàn)差的學(xué)生進行鼓勵，督促課后鞏固學(xué)習(xí)。