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摘 要： 這篇電力工程師論文發(fā)表了汽車安全性電路設(shè)計(jì)的研究，汽車的電路設(shè)計(jì)關(guān)系到使用者的安全，合理的電力設(shè)計(jì)能夠減少汽車自燃、短路危險(xiǎn)的發(fā)生，提高汽車的安全性能，論文首先分析了目前的汽車電路設(shè)計(jì)，并探討如何才能提升這車安全性的電路設(shè)計(jì)。
這篇電力工程師論文發(fā)表了汽車安全性電路設(shè)計(jì)的研究，汽車的電路設(shè)計(jì)關(guān)系到使用者的安全，合理的電力設(shè)計(jì)能夠減少汽車自燃、短路危險(xiǎn)的發(fā)生，提高汽車的安全性能，論文首先分析了目前的汽車電路設(shè)計(jì)，并探討如何才能提升這車安全性的電路設(shè)計(jì)。
摘要：文章分析了市場(chǎng)上汽車電路短路的主要原因，并闡述了目前汽車電路設(shè)計(jì)的主要思路。在原有的汽車電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提出了一種新的設(shè)計(jì)方法，通過改進(jìn)接地設(shè)計(jì)和增加電源斷路控制器，防止電路短路，提升汽車的安全性。
關(guān)鍵詞：電力工程師論文,電路設(shè)計(jì),接地設(shè)計(jì),電源控制器
前言
當(dāng)今社會(huì)，隨著汽車的普及，自燃事故頻發(fā)，其中由電路短路引發(fā)起火是汽車自燃的主要原因之一。目前汽車電路的設(shè)計(jì)方法是用車身鈑金或車架等金屬件作為公用接地，即：將蓄電池的負(fù)極線和電器負(fù)載的負(fù)極線都接到車身鈑金或車架等金屬件上，利用車身鈑金或車架等金屬件的導(dǎo)電性，形成了蓄電池正極經(jīng)電器負(fù)載、再由車身鈑金或車架等金屬件到蓄電池負(fù)極的回路。該設(shè)計(jì)方法的缺陷是電器負(fù)載的電源線絕緣層一旦出現(xiàn)磨損，就會(huì)通過車身鈑金或車架等金屬件和蓄電池負(fù)極直接導(dǎo)通，造成電路短路，輕則保險(xiǎn)熔斷，重則起火自燃。本文提出的汽車電路設(shè)計(jì)方法，使用負(fù)極連接裝置取代車身鈑金或車架等金屬件作為整車公共接地，并且增加了電源斷路控制器和斷路執(zhí)行器。斷路控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整車電路工作狀態(tài)，在出現(xiàn)短路的情況下，控制斷路執(zhí)行器能夠切斷整車電源供電，從而避免了由電路短路引發(fā)的汽車自燃的危險(xiǎn)，提高的汽車的安全性能。
1、目前的汽車電路設(shè)計(jì)
如圖1所示，目前汽車電路的設(shè)計(jì)思路是蓄電池正極輸出電源，經(jīng)過電器負(fù)載，再由車身鈑金或車架等金屬件回到蓄電池負(fù)極，形成完整的電路回路。這種電路設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于汽車車身或車架的任意位置都可以作為公共接地，方便電器負(fù)載就近搭鐵，既簡(jiǎn)化了裝配流程，又可節(jié)約汽車線束成本。但是這種電路設(shè)計(jì)有一個(gè)缺陷，當(dāng)電器負(fù)載的電源線絕緣層磨損后觸碰到車身鈑金或車架等金屬件，蓄電池正負(fù)極就會(huì)直接連通，導(dǎo)致汽車電路短路。
2、提升汽車安全性的電路設(shè)計(jì)
2.1電路原理
如圖2所示，本文提出的汽車電路設(shè)計(jì)在原有電路的基礎(chǔ)上，增加了負(fù)極連接裝置、斷路控制器和斷路執(zhí)行器。其工作原理如下，在汽車電路正常工作的情況下，蓄電池正極輸出電源，經(jīng)斷路執(zhí)行器進(jìn)入電器負(fù)載，再由負(fù)極連接裝置回到蓄電池負(fù)極，形成完整的回路。當(dāng)某個(gè)電器負(fù)載電源線的絕緣層出現(xiàn)磨損后，碰觸到車身鈑金或車架等金屬件，會(huì)將高電平信號(hào)傳輸?shù)綌嗦房刂破鳌嗦房刂破鹘邮盏叫盘?hào)后，控制斷路執(zhí)行器斷開蓄電池正極電源，保護(hù)汽車電路。7-負(fù)極連接裝置;8-斷路控制器;9-斷路控制器圖2改進(jìn)后的汽車電路設(shè)計(jì)原理。
2.2電路實(shí)現(xiàn)
如圖3所示，負(fù)極連接裝置中包含螺栓螺母、導(dǎo)電板、絕緣板。導(dǎo)電板和絕緣板固定在一起，通過螺栓螺母裝在車身鈑金或車架上，絕緣板將導(dǎo)電板和車身鈑金或車架進(jìn)行隔離，導(dǎo)電板作為公共接地將電器負(fù)載和蓄電池負(fù)極連接在一起。斷路執(zhí)行器是由一個(gè)線圈和常閉觸點(diǎn)組成。初始狀態(tài)時(shí)，線圈不帶電，蓄電池正極通過常閉觸點(diǎn)向電器負(fù)載提供電源。斷路控制器為CD4013雙D觸發(fā)器[1]，控制器針腳A為輸入電源，針腳B為NPN三極管的發(fā)射極，針腳C接收高電平觸發(fā)信號(hào)，針腳D為NPN三極管的集電極。初始狀態(tài)時(shí)，針腳Q1輸出低電平至NPN三極管的基極，集電極和發(fā)射極不導(dǎo)通，斷路控制器針腳B和針腳D斷開;當(dāng)針腳C接收到高電平并發(fā)送給CLOCK1針腳，針腳Q1輸出低電平至NPN三極管的基極，集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，斷路控制器針腳B和針腳D導(dǎo)通。該電路工作邏輯如下：汽車電路正常工作時(shí)，斷路控制器針腳B和針腳D不導(dǎo)通，斷路執(zhí)行器線圈不帶電，蓄電池正極通過常閉觸點(diǎn)向電器負(fù)載提供電源。當(dāng)汽車上電器負(fù)載的電源線絕緣層磨損碰觸到車身鈑金或車架等金屬件，控制器針腳C會(huì)通過信號(hào)采集線接收到高電平信號(hào)，將斷路控制器的陣腳B和針腳D導(dǎo)通，斷路執(zhí)行器線圈得電，常閉觸點(diǎn)斷開，蓄電池停止為汽車電器負(fù)載供電。根據(jù)雙D觸發(fā)器CD4013的特性，斷路控制器針腳C接收到一次高電平信號(hào)后，針腳Q1會(huì)一直輸出高電平，控制器針腳B和針腳D的導(dǎo)通，保證在破損的電源線更換前，整車始終處在切斷電源的狀態(tài)[2]。在檢修汽車故障時(shí)，斷開蓄電池正極線，斷路控制器失去供電電源，雙D觸發(fā)器CD4013的Q1端口恢復(fù)到低電平狀態(tài)，針腳B和針腳D斷開，斷路執(zhí)行器觸點(diǎn)恢復(fù)初始閉合狀態(tài)。再斷開斷路控制器的信號(hào)采集線，重新接上蓄電池正極線，蓄電池為整車電器負(fù)載供電，進(jìn)行線束漏電檢修。當(dāng)短路問題排查解決后，再將斷路控制器的信號(hào)采集線重新連接，汽車電路恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。
3、結(jié)束語
本文提出的汽車電路設(shè)計(jì)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一方面，當(dāng)電器負(fù)載的電源線絕緣層磨破碰觸到車身鈑金或車架等金屬件后，斷路控制器可以及時(shí)切斷整車供電電源，消除發(fā)生短路自燃的隱患;另一方面，即使斷路控制器不切斷整車電源，由于負(fù)極連接裝置和車身鈑金或車架有絕緣板隔離，也不會(huì)導(dǎo)致汽車電路短路。當(dāng)然，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)ECM和變速箱TCU這類不能隨便斷電的重要零部件可以單獨(dú)從蓄電池正極直接引電，防止在汽車行駛過程中斷路控制器監(jiān)測(cè)到電路短路突然切斷電源導(dǎo)致車輛熄火的隱患。
參考文獻(xiàn)
[1]王卿;淺談器件CD4013[J];新余高專學(xué)報(bào);2005年02期
[2]江曉安,董秀峰.模擬電子技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.
作者：伍祥龍 王宜海 韓勇 單位：安徽江淮汽車股份有限公司
推薦期刊：電力環(huán)境保護(hù)作為宣傳電力環(huán)保的方針、政策、法律、規(guī)定的喉舌和介紹電力環(huán)保新成果、新技術(shù)、新工藝的園地，為電力環(huán)保事業(yè)做出了自己的貢獻(xiàn)，取得了良好的社會(huì)效益，在電力系統(tǒng)內(nèi)有較大的影響，受到環(huán)保工作者的歡迎。