低壓配電箱系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、低壓配電箱功能原理說明書 編 號： 版 本： V1.0 編 制： 盧俊鵬 校 對： 審 核： 會 簽： 批 準： 2016年 5 月 25 日序號版本日期內(nèi)容備注1V1.02016-5-2523目錄1、 設(shè)計背景.12、 設(shè)計目的.23、 功能劃分.34、 保險絲及繼電器規(guī)格分析.5五、PCB板及銅排參數(shù).9六、總結(jié).附錄1.10一、設(shè)計背景由于FDG6661低壓配電箱（以下簡稱配電箱）的原理設(shè)計不夠完善，導致蓄電池的虧電，影響整車的啟動；配電箱中的保險絲及繼電器的連接，存在大量并線和分線，導致配電箱內(nèi)部導線穿插，對調(diào)試及維修造成很大的困擾?，F(xiàn)參照各主流客車廠的配電箱的設(shè)計，提出了PCB板加銅

2、排的設(shè)計方案。12二、設(shè)計目的1、改版目的：為了改善整車的低壓配電系統(tǒng)的性能，提高整車的安全系數(shù)，方便出廠整車調(diào)試及售后維修等。2、設(shè)計配電箱的目的：用于控制整車電子元器件電源的通斷和保障整車的線束及電子元器件安全。3、配電箱的部件：主要部件是保險絲及繼電器，所以也稱為繼電器及保險絲盒。其次是接插件，由于整車的低壓電均通過配電箱分配至整車各個部分，所以接插件選型應注意過電流性能。三、功能劃分出于整車功能的需要，我們往往需要不同的電子元器件在不同的情況下工作。為此，我們對配電箱的功能片區(qū)進行了劃分。具體劃分如表1所示。表1 配電箱功能片區(qū)名稱說明常電與蓄電池直連，用于需要數(shù)據(jù)存儲的電子元器件，對

3、功耗要求嚴格。次常電經(jīng)過手柄開關(guān)才與蓄電池向連，不需要點火開關(guān)控制。一檔電經(jīng)過一檔繼電器，需要鑰匙開關(guān)為ACC檔。二檔電經(jīng)過二檔繼電器，需要鑰匙開關(guān)為ON檔。其中一檔電又劃分出一個充電片區(qū)，在動力電池充電時與整車一檔電分開。圖2 低壓配電系統(tǒng)圖2是整車低壓配電系統(tǒng)，比較直觀的表示四個功能片區(qū)的實際作用。圖3是配電箱的原理圖，用四個色塊表示四個片區(qū)的實際分工，其中一檔電又分出充電片區(qū)。從圖3可以看出，所有的輸出端都會配有保險絲，包括繼電器輸出端，這樣大大增強了整車電子元器件的安全性。其實從圖3中還可以細分出幾部分：繼電器區(qū)、非繼電器區(qū)、30A電流區(qū)、20A電流區(qū)、10A電流區(qū)等等。圖3 低壓配電

4、箱功能片區(qū)四、保險絲及繼電器規(guī)格分析1、保險絲規(guī)格分析經(jīng)過大量的測試和計算，我們對整車電子元器件電流進行了粗略的統(tǒng)計，根據(jù)各電子元器件的額定電流，選配兩倍于額定電流的快融保險絲，防止浪涌熔斷保險絲。 （1）常電由于常電是不需要經(jīng)過任何的開關(guān)，即可與蓄電池相連，這樣會造成蓄電池持續(xù)耗電，因此這個功能片區(qū)對功耗要求非常嚴格。具體如表4所示。表4 常電功能片區(qū)說明序號名稱說明電流（A）保險絲規(guī)格（A）備注1ABS電源ABS常電。202中控鎖遙控的中央控制器5大小物流配遙控器，需要安裝中央控制器。3車載MP3具有收音機、MP3播放功能。1.55待機0.02A3備用/合計1.5由于常電對功耗要求嚴格，實

5、測車載MP3待機電流20mA。假設(shè)我們的蓄電池為36Ah，MP3的理論待機時間為1800小時，即75天。（2）次常電在缺少車鑰匙的情況下，為了保證車內(nèi)人員安全，行動的便利，我們對以下電子元器件提供了次常電。具體如表5所示。表5 次常電功能片區(qū)說明序號名稱說明電流（A）保險絲規(guī)格（A）備注1閃光繼電器為左右轉(zhuǎn)向燈提供閃爍功能。102鑰匙開關(guān)點火鑰匙開關(guān)的公共端。1103前門泵（下車鈴）5.410中巴車。下車鈴的電源取自門泵，由下車鈴工作時間短，電流小，故忽略。4后門泵5.410中巴車。5備用/6電喇叭前置喇叭。1.857內(nèi)飾燈車內(nèi)照明系統(tǒng)。58后車廂燈（門燈）車內(nèi)照明系統(tǒng)。5后車廂燈是物流車。門

6、燈是中巴車。9備用/合計12.6/（3）一檔電從一檔電開始，才正式進入整車啟動環(huán)節(jié)，DCDC正式開始工作，所以這里的電子元器件將增多，功耗也增大。具體如表6所示。表6 一檔電功能片區(qū)說明序號名稱說明電流（A）保險絲規(guī)格（A）備注1遠光燈車外照明系統(tǒng)。7.515兩盞。3.75*22近光燈車外照明系統(tǒng)。6.715兩盞。3.3*23小燈車外照明系統(tǒng)。10前后各兩盞。前小燈A*2；后小燈1.75A*2。4前霧燈車外照明系統(tǒng)。10兩盞。5后霧燈車外照明系統(tǒng)。3.510大小物流：一盞，1.75A。中巴車：兩盞， 1.75A*2。6備用/7雨刮雨刮器和雨刮水壺水泵水泵。915主要為雨刮提供電源，慢檔4.4A

7、，快檔8A。其次為雨刮提供控制信號，雨刮水壺水泵。8剎車開關(guān)剎車燈。3.510剎車開關(guān)主要是控制剎車燈。兩盞，1.75A*2。9電子路牌前、后、右側(cè)站點指示。510無實物。預估5A。10組合開關(guān)小燈、大燈、轉(zhuǎn)向燈的開關(guān)。1.510主要作用是為小燈、遠光燈、近光燈、轉(zhuǎn)向燈提供控制信號。11備用/12暖風機35主要用于給暖風機內(nèi)部的鼓風機供電。13報站器語音播報站點。5無實物。預估2.5A。14車內(nèi)監(jiān)視器車內(nèi)監(jiān)視器配車內(nèi)高清攝像頭，車外防水紅外攝像頭。5無實物。預估2.5A。15刷卡機上下車刷卡。5無實物。預估2.5A。16備用/17主板整車主板。310由于要改板，預估3A。充電片區(qū)18BMS電池

8、包監(jiān)控。1519儀表儀表面板。1520液晶屏數(shù)據(jù)顯示。0.55選配，需要用于顯示電池包數(shù)據(jù)，整車故障分析。21DCDC直流高壓轉(zhuǎn)直流低壓。2522USB口充電口。1.5523備用/合計47.7/（4）二檔電二檔電為行車用電，大部分電子元器件是行車時用的。由于小物流是使用電動轉(zhuǎn)向助力，低壓大電流，在打死方向盤的時候，電流達30A，所以在設(shè)計PCB時，應單獨設(shè)計電路。具體參數(shù)如表7所示。表7 二檔電功能片區(qū)說明序號名稱說明電流（A）保險絲規(guī)格（A）備注1前蒸發(fā)風機前鼓風機。820還沒定空調(diào)方案，這個是預估值。2前冷凝風機前散熱風扇。1630（20）還沒定空調(diào)方案，這個是預估值。3后蒸發(fā)風機后鼓風機

9、。920中巴車。還沒定空調(diào)方案，這個是預估值。4后冷凝風機后散熱風扇。1220中巴車。還沒定空調(diào)方案，這個是預估值。5水箱風扇電機控制器和電機散熱風扇。10206真空泵為剎車提供真空助力。815選用的是25L/min，兩個并聯(lián)，4A*2。7備用/8EPS（DCAC使能）電動助力轉(zhuǎn)向。2530小物流：EPS，實際使用為10A左右，打死方向盤為25A。大物流、中巴車：DCAC，2A。9水箱水泵電機控制器和電機水泵。2.51010檔位開關(guān)前進檔，空檔，倒車檔。4.310主要是控制倒車燈、倒車喇叭，其次為主板提供前進檔信號、倒車檔信號。大小物流：一盞，1.75A。中巴車：兩盞，1.75*2。倒車喇叭：

10、0.5A。檔位開關(guān)：0.3A。11備用/12真空壓力開關(guān)真空助力系統(tǒng)的傳感器。0.2513電機控制器電機的驅(qū)動器。1514空調(diào)面板鼓風機、壓縮機、冷凝器的控制面板，司機操作面板。515前空調(diào)驅(qū)動器前空調(diào)壓縮機的驅(qū)動器。1516后空調(diào)驅(qū)動器后空調(diào)壓縮機的驅(qū)動器。15中巴車。17ABS使能518備用/合計98/注：表47（1）測試電壓為13.8V。（2）由于中巴車是24V系統(tǒng)，在功率一定時，需要的電流將減少，所以設(shè)計電路和線束時，主要參照12V系統(tǒng)。（3）在實際用車過程中，基本不存在全部電子元器件同時使用的情況，所以上述合計電流數(shù)是偏大的。2、繼電器規(guī)格分析通過上述電子元器件的電流的計算，一檔過電

11、流為60A，二檔過電流為100A。取50%的余量，一檔繼電器應選擇100A，二檔繼電器應選擇150A。具體有兩種設(shè)計方案。（1）方案一，對于PCB過150A，我們沒有較好的設(shè)計方案。現(xiàn)需要產(chǎn)品廠家（暫定中匯瑞德）他們提供一些完備的、經(jīng)過驗證的設(shè)計方案供我們參考。（2）方案二，采用兩個50A繼電器并聯(lián)代替100A ，兩個80A并聯(lián)代替150A。具體如圖8所示。圖8 繼電器規(guī)格方案名稱控制端說明方案一方案二備注一檔繼電器鑰匙開關(guān)（正）主板（負）100A兩個50A的繼電器并聯(lián)可用跳線帽設(shè)置鑰匙開關(guān)保持正（主板保持負）。二檔繼電器鑰匙開關(guān)（正）主板（負）150A兩個80A的繼電器并聯(lián)電喇叭繼電器組合開

12、關(guān)（負）40A遠光燈繼電器組合開關(guān)（正）40A近光燈繼電器組合開關(guān)（正）40A小燈繼電器組合開關(guān)（正）40A前霧燈繼電器前霧燈開關(guān)（正）40A后霧燈繼電器后霧燈開關(guān)（正）40A一檔備用繼電器正負可切換40A可用跳線帽設(shè)置。前蒸發(fā)風機繼電器空調(diào)面板（正）40A前冷凝風機繼電器空調(diào)面板（正）40A后蒸發(fā)風機繼電器空調(diào)面板（正）40A后冷凝風機繼電器空調(diào)面板（正）40A水箱風扇繼電器主板（正）40A真空泵繼電器真空壓力開關(guān)（負）40A二檔備用繼電器正負可切換40A可用跳線帽設(shè)置。注：正為12V+，負為12V-五、PCB板及銅排參數(shù)最開始的設(shè)計方案是純PCB板，但PCB板過150A電流，我們沒有成熟的

13、設(shè)計方案，所以我們選擇了一個折中的辦法，PCB板加銅排。PCB用來固定繼電器底座和保險絲底座，銅排負責過大電流。如圖9所示。圖9 PCB加銅排1、PCB敷銅厚度一般為1OZ，也就是0.035mm，這個還要看廠家能做多厚的敷銅，最多能做到8OZ，即0.28mm。我們將40A繼電器焊接到PCB上，假設(shè)我們需要過30A的電流，即需要2.5平方毫米的截面積，換算成8OZ的雙層板，需要5mm的線寬。可以滿足我們繼電器的過電流要求。2、銅排銅排一般厚度為3mm，假設(shè)我們一檔過電流100A，二檔過電流150A。參數(shù)如表10所示。表10銅排規(guī)格電流A銅排寬mm（厚度默認3mm）一檔1009二檔150123、P

14、CB與銅排連接方法我們采用螺栓固定，這樣便于安裝，過電流也滿足要求。具體如圖11所示圖11 PCB與銅排固定六、總結(jié)通過細化每個電子元器件的電流，選擇合適的保險絲和繼電器，保障了整車安全。這次改版，將電線改為PCB板，大大增強了配電箱的安全性，避免穿插的電線引起安全事故，有利于整車出廠調(diào)試及售后維修。附錄1名稱序號名稱保險絲規(guī)格（A）繼電器的控制端（正/負）備注常電1ABS電源20/2中控鎖5/大小物流配遙控器，需要安裝中央控制器。3車載MP35/4備用/次常電5閃光繼電器10閃光器是控制繼電器輸出。/6鑰匙開關(guān)10/7前門泵（下車鈴）10/中巴車8后門泵10/中巴車9備用/10電喇叭5組合開

15、關(guān)（負）/11內(nèi)飾燈5/12后車廂燈（門燈）5/后車廂燈是物流車。門燈是中巴車。13備用/一檔電14遠光燈15組合開關(guān)（正）/15近光燈15組合開關(guān)（正）/16小燈10組合開關(guān)（正）/17前霧燈10前霧燈開關(guān)（正）/18后霧燈10后霧燈開關(guān)（正）/19備用/正負可切換可用跳線帽設(shè)置。20雨刮15/21剎車開關(guān)10/22電子路牌10/中巴車23組合開關(guān)10/主要作用是為小燈、遠光燈、近光燈、轉(zhuǎn)向燈提供控制信號。24備用/25暖風機5/26報站器5/中巴車27車內(nèi)監(jiān)視器5/中巴車28刷卡機5/中巴車29備用/30主板10/充電片區(qū)31BMS5/32儀表5/33液晶屏5/選配，需要用于顯示電池包數(shù)據(jù)，整車故障分析。34DCDC5/35USB口5/36備用5/二檔電37前蒸發(fā)風機20空調(diào)面板（正）/38前冷凝風機30(20)空調(diào)面板（正）中巴車配30A。大小物流配20A39后蒸發(fā)風機20空調(diào)面板（正）中巴車40后冷凝風機20空調(diào)面板（正）中巴