混合动力重型汽车电路设计及可靠性研究

杜利航

摘要： E/E是汽车的重要组成部分，而电路是E/E的主体，是电力和电信号传输的重要通道，由于混合动力重型汽车电子电气系统增加了许多模块使得电路变得比较复杂，如何设计可靠性的电路，满足重型汽车安全行驶需要，是汽车制造技术的关键。

关键词：混合动力；重型汽车；电路设计；可靠性

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.14.100

混合动力汽车就是有两种或两种以上储能器作为驱动能源的汽车。由于混合动力重型汽车的结构更加复杂，因此电路变得更为复杂，如何优化电路设计，提高电路相应速度是发展新能源汽车的关键技术。

1混合动力重型汽车电路设计原则

混合动力重型汽车相比传统的燃油汽车而言其增加了驱动电机和动力电池组，而且重型汽车由于行驶的震动量较大、防水性较差，因此对电路设计提出了更高的要求：首先要满足汽车行驶功能的要求；其次要具有可靠性和安全性，电路作为混合动力汽车信号和动力传输通道，一旦出现故障就会造成严重的安全事故，因此电路设计需要将安全与可靠性作为设计的核心原则；最后是具有实时性。电路系统的特点就是及时将各种事件进行相应。总之，汽车的电路系统只有在所有子回路都正常运行的情况下才能够正常运行，因此相比普通汽车电路，混合动力汽车的电路多出了高压电路。

2混合动力重型汽车电路设计

2.1高压电路可靠性设计

高压电路可靠性设计主要包括：一是高压导向的可靠性分析与设计。高压导线是高压电路的重要组成部分，基于传输功率的考虑，需要选择绝缘的材料，以某型号的混合环卫汽车为例，该车处于纯电机驱动的时候，峰值电流达到280A，电路电流达到208A，再加上其它设备的应用，其电流瞬间可以达到210A，因此为降低能源损耗，避免因为电路过大而导致出现电路短路问题，需要选择电阻小的导向。二是插座器的可靠性分析。线路连接需要插座器的作用，插座器主要是将线束分段进行连接，以此便于后期的拆装与维修等。插座器主要有端子和护套组成。混合动力重型汽车流经插座器的电路比较大，因此类似于针状的端子可能会出现“热点”现象，进而导致端子的融合出现损坏，而且可能会在汽车时候过程中因为外部因素而导致短路，因此在插座器的设计中需要做好防水性设计，具体就是将插座器侵入5%的NaCl液体中，以此提高防水性能。另外还需要进行绝缘设计、安装橡胶护套。三是继电器的可靠性设计。混合动力汽车的继电器属于电磁式，因此设计的继电器触头额定电流比较大，一般选择晶闸管。

2.2低压电路设计

一是传导干扰设计。传导干扰是电气设备之间产生的干扰信号通过公共电源线相互产生的，具体在混合动力汽车中传导干扰主要包括：电源线、共开关量抖动干扰等，由于受到线路设计的不同，其可以分为感性负荷开路瞬变干扰和触点回路的抖动干扰。二是耦合干扰可靠性设计。耦合干扰就是电子设备产生的干扰信号通过空间耦合传递给另一电子设备。其主要包括感性耦合干扰和容性耦合干扰。

2.3电路布局设计

混合动力汽车的电路数量比较多，优化线路布局是提高电器元件使用寿命，增强电气系统工作可靠性的重要举措，而各个控制器与电气设备的安装位置影响线束的走向，因此需要合理布局各个电气设备。一是电气模块布局的设计。由于汽车行驶的震动比较大，因此在安装电气模块时需要考虑以下因素：振动、散热、防水以及安全。二是线束的走向设计。线束走向是电气设备安装的前提，合理的走向不仅有助于降低线路故障的检测效率，而且还可以提高其使用寿命。在进行线束的走向布局前需要对线束进行包扎，这样做的目的就是提高线束的耐磨性和抵御高温性。结合实践我们经常使用的包扎材料有热缩管、胶带以及纹波管等。具体走向就是：将整车的线路固定在混合动力汽车的车架上，按照车架右纵梁凹槽进行布线。

2.4基于CAN总线的设计

在混合动力重型汽车中CAN总线有着广泛的应用，使用CAN总线能够有效减少各个部件之间的线路连接，降低回路的数量，进而避免出现线路短路故障。CAN总线一般使用双绞线作为传输介质，这样可以避免信号干扰。

3混合动力重型汽车电路设计可靠性实验

基于上述的电路设计，通过运用相关实验对设计的电路进行检测以此判定电路的可靠性：首先依据相关实验规定对汽车的车身控制器和IC仪表的CAN总线进行通信实验，通过实验数据，该电路具有较强的抗传导干扰和耦合干扰能力；其次对整车的可靠性实验。将实验汽车按照不同的路况进行实验，并且按照启动、行驶、制动以及车速等环节的控制记录相关的数据，通过对相关数据的统计分析：整车的电路设计可靠性符合汽车安全行驶的要求，对于出现的细微故障主要是因为电气元件受到振动而引起的，由此可见，振动是混合动力重型汽车可靠性的重要因素。

4结束语

总之，混合动力重型汽车的电路设计工作尤为重要，随着汽车技术的不断发展，尤其是新能源汽车在社会中普及，我们要科学设计电路，优化电路布局，以此提高我国新能源汽车制造业的健康发展。

参考文献

[1]章桐，贾永轩.电动汽车技术革命[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]任素云，孙云峰.CAN总线技术在汽车上的应用[J].技术与市场，2010，（06）.