Выбор и применение низковольтного кабеля в автомобилях

Низковольтные кабели играют жизненно важную роль в работе автомобильных цепей. Являясь неотъемлемой частью цепи, они могут не только передавать сигналы и энергию, но и обеспечивать безопасность и стабильность цепи.

Выбор подходящих материалов и конструкций проводов способствует нормальной работе автомобильной электрической системы и отвечает требованиям вождения. С развитием современных автомобильных технологий низковольтные кабели будут двигаться в более продвинутом и интеллектуальном направлении.

I. Обзор и характеристики низковольтного кабеля

1. Обзор

Автомобильные низковольтные кабели включают низковольтные и высоковольтные кабели и являются основной частью бортовых схем. Они соединяют различные электронные компоненты автомобилей для передачи энергии, что имеет большое значение для безопасной эксплуатации автомобилей. Материалы низковольтных кабелей включают стальные проволоки с медным покрытием, алюминиевые провода с медным покрытием и т. д., которые представляют собой композитные провода с медным слоем, покрывающим стальные провода или алюминиевые провода. Используется передовая технология сварки покрытий, и низковольтные высокочастотные сигналы распространяются по поверхности медного слоя. Увеличение толщины медного слоя может повысить эффективность передачи сигнала.

1. Характеристики

• Высокая прочность: сочетает в себе проводимость чистой меди и высокопрочные характеристики металлов, таких как сталь и алюминий. Сочетание этих полезных эффектов не только улучшает проводимость, теплопроводность, но также повышает коррозионную стойкость и стойкость к окислению.
• Сильная термостойкость: поскольку температура в моторном отсеке очень высока, низковольтные кабели должны иметь определенную термостойкость для работы при высоких температурах. Кроме того, жгуты в моторном отсеке могут контактировать с маслом, поэтому они также нуждаются в определенной маслостойкости.
• Хорошая изоляция: низковольтные жгуты также обладают определенными изоляционными свойствами, предотвращающими утечку тока и короткое замыкание. Надлежащая изоляция также может изолировать другие электронные компоненты, играя экранирующую и защитную роль.
• Низкая стоимость: стоимость меди очень высока, и использование стальных проволок с медным покрытием или алюминиевых проводов с медным покрытием может соответствующим образом снизить количество используемой меди и тем самым снизить стоимость проводов.

II. Выбор низковольтных жгутов в автомобилях

1. Выбор в зависимости от условий использования: при выборе типов низковольтных кабелей следует учитывать условия, в которых расположен жгут, чтобы обеспечить безопасность и стабильность автомобиля. Например, термостойкость жгутов, расположенных в разных положениях автомобиля, различается; жгуты, расположенные в нижней части автомобиля, должны учитывать частоту вибраций во время движения, а также грязь, песок и мусор, приносимые колесами в нижней части автомобиля, и следует использовать провода с хорошей износостойкостью и коррозионной стойкостью. Для жгутов, установленных в помещениях с высокой влажностью, необходимо учитывать влияние проникновения коррозионной жидкости и выбирать материалы с хорошими изоляционными свойствами. При выборе проводов для дверей и окон необходимо учитывать, обладают ли они сопротивлением изгибу.
2. Выбор на основе цвета: выбор цвета низковольтных кабелей должен соответствовать требованиям QCT414-2016 «Спецификация цвета и метод подготовки моделей автомобильных проводов (кабелей)». Как показано на рисунке 1, обычно предпочтительнее использовать один цвет, а затем два цвета. Для проводов заземления в автомобилях обычно выбирают черные провода; для отрицательных проводов датчиков, отрицательных проводов сигналов и т. д. используются коричневые провода или провода с коричневым в качестве основного цвета. Для проводов основного питания, таких как положительный провод аккумулятора и жгут питания стартера, обычно выбирается красный цвет. Другие провода питания обычно используют желтый, красный и другие цвета. И провода в одном и том же разъеме должны быть разных цветов.
3. Выбор диаметра провода: исходя из номинального тока автомобильного электрооборудования в сочетании с параметрами провода и температурным режимом, в то же время для выбора подходящего диаметра провода номинальная токопроводная способность провода также должна находиться в определенном диапазоне. Между тем, время дымления провода должно соответствовать времени плавления предохранителя, а минимальный ток дымления должен достигать более 130% от емкости предохранителя. Если выбранная мощность предохранителя составляет 5,00 А, он может расплавиться, а минимальный ток дымления составляет 5 × 135% = 6,75 А. С момента курения, если выбран провод диаметром 0,50 мм², время начала курения превышает 1000 с. С момента нахождения предохранителя по току предохранитель с перегрузкой 135% может пропускать ток примерно 550-1000 с, а предохранитель может защитить цепь. Если минимальный ток дымления не достигает 125% от емкости предохранителя, следует выбрать провод диаметром > 0,50 мм².
4. Выбор в зависимости от области применения: номинальные площади поперечного сечения низковольтного кабеля включают 0,50 мм², 0,75 мм², 1,00 мм², 1,50 мм², 2,00 мм², 2,50 мм² и 4,00 мм² и т. д. Провода с разной площадью поперечного сечения имеют разные значения тока нагрузки, и соответствующие провода следует выбирать в соответствии с реальными потребностями. Для приборных огней, контрольных ламп и дверных фонарей в автомобилях следует выбирать провода со спецификацией 0,50 мм²; для передних и задних фонарей, стоп-сигналов и фонарей номерного знака требуется спецификация 0,75 мм²; для поворотников и противотуманных фар подходит спецификация 1,00 мм²; для фар и звуковых сигналов следует выбрать спецификацию 1,50 мм²; для ступиц генераторов, заземляющих проводов и других основные провода питания, следует выбирать спецификацию 2,50 - 4,00 мм². Для проводов, которые пропускают большие токи (например, провод заземления батареи и положительный провод источника питания), их диаметр очень велик и обычно превышает 12,00 мм², поэтому эти провода не нужно вставлять в основной жгут.
5. Выбор в зависимости от температуры: выбор низковольтного кабеля должен основываться на рабочей температуре автомобиля, при этом следует использовать провода с различными классами термостойкости. Как показано на рисунке 2, провода со степенью термостойкости 90 °C обычно выбираются для пассажирского салона автомобиля; провода со степенью термостойкости 180 °C выбираются для моторного отсека, поскольку во время работы температура в моторном отсеке очень высока. Кроме того, класс термостойкости проводов, проходящих между пассажирским салоном и моторным отсеком, должен соответствовать требованиям обеих зон. Обычно для определения требований к термостойкости в этой области используется температурное поле, а затем выбираемый тип провода определяется на основе классов термостойкости различных проводов.

III. Область применения низковольтного кабеля в автомобилях

1. Применение в системах зажигания и электропитания: в системе зажигания автомобилей низковольтные кабели необходимо подключать к катушкам зажигания, выключателям зажигания и свечам зажигания. Их функция заключается в передаче энергии на свечи зажигания и воспламенении топливной смеси путем искрообразования. При этом низковольтный кабель в системе зажигания должен иметь определенные изоляционные свойства при выборе и применении во избежание поражения электрическим током. В то же время они также должны иметь хорошую проводимость, чтобы обеспечить энергию и стабильность зажигания. Кроме того, низковольтные жгуты также находят свое применение в системе электропитания. Например, в системе электропитания автомобиля низковольтные кабели отвечают за передачу тока в систему питания автомобиля для обеспечения работы автомобиля. (Использование низковольтного кабеля в этом модуле требует определенной безопасности и долговечности, чтобы выдерживать высокие токи и работать в течение длительного времени)
2. Применение в сенсорных системах и системах управления: интеллектуальное вождение автомобилей зависит от работы датчиков и систем управления. Низковольтные кабели подключаются к датчикам скорости, датчикам температуры, датчикам давления и другим датчикам для передачи сигналов, генерируемых датчиками, в блок управления. Для этого низковольтный кабель должен иметь достаточные характеристики защиты от помех и хорошую эффективность передачи сигнала. В автомобильной системе безопасности низковольтные кабели соединяют блок управления двигателем, тормозную систему и систему помощи при парковке. Убедитесь, что различные сигналы передаются на разные блоки управления и приводы, поэтому низковольтные кабели должны обеспечивать точность передачи сигнала и обеспечивать высокую скорость передачи.
3. Применение в системах освещения: система освещения автомобилей обычно питается от низкого напряжения, а автомобильные лампы представляют собой нагрузки, чувствительные к напряжению. Поэтому необходимо проверить падение напряжения на проводах. Если падение напряжения превышает разумный диапазон, площадь поперечного сечения провода должна быть увеличена, чтобы рабочее напряжение нагрузки соответствовало требованиям. В качестве примера возьмем лампы определенного автомобиля, нормальное рабочее напряжение нагрузки лампы составляет от 25 до 28 ℃. Поэтому следует выбирать низковольтный кабель подходящего диаметра провода, не слишком большой или слишком маленький. Как правило, больше подходит провод диаметром 0,50 мм². Если диаметр проволоки слишком мал, это повлияет на яркость лампы, а если он будет слишком большим, лампочка перегорит. Поэтому при выборе низковольтного кабеля для ламп следует всесторонне учитывать диаметр провода в соответствии со схемой и рабочим напряжением.
4. Применение в моторном отсеке и багажнике. В моторном отсеке автомобилей низковольтные жгуты применяются к деталям двигателя, устройствам зажигания и т. д., которые требуют термостойкости, маслостойкости и огнестойкости. Можно использовать стальную проволоку, покрытую медью. Из-за близости к двигателю низковольтные жгуты также требуют определенных помех и антивибрационных свойств. В багажном отделении необходимо выбрать жгуты, подходящие для задней части автомобиля и дверей, чтобы обеспечить гибкость и защиту от электромагнитных помех. Больше подходят алюминиевые провода с медным покрытием. Для таких мест, как панель приборов, панель управления и под ковром в кабине, также следует использовать низковольтный кабель, обеспечивающий определенную износостойкость и термостойкость.
5. Применение в заземляющих проводах: заземляющие провода играют очень важную роль во всей системе автомобильных цепей. Они должны направлять ток на отрицательный полюс батареи, чтобы обеспечить стабильную работу схемной системы. Использование алюминия с медным покрытием, нового типа проволочного материала, в заземляющих проводах не только обеспечивает хорошую проводимость, но также может снизить использование медных материалов и снизить затраты.

IV. Тенденции развития автомобильного низковольтного кабеля

1. Соответствие более высоким требованиям к использованию: в связи с постоянным развитием автомобильных технологий и популяризацией электрифицированных и гибридных транспортных средств низковольтные кабели также нуждаются в дальнейшей оптимизации и улучшении. Автомобили новой эры должны устанавливать более совершенные электрические системы для удовлетворения более высоких требований к передаче сигналов и энергии. Будущие низковольтные кабели также должны выдерживать более высокие токовые нагрузки и обеспечивать питание большего количества электрооборудования, чтобы сделать работу автомобиля более безопасной, стабильной и надежной. Алюминий, покрытый медью, представляет собой композитный материал, состоящий из меди и алюминия, поверхность которого покрывает слой меди. Этот проволочный материал не только обладает легкими характеристиками алюминия, но и обладает хорошей проводимостью. Однако, поскольку провода заземления должны выдерживать высокую температуру автомобилей и коррозию внешних веществ, необходимо также выполнить антикоррозионные работы, а также уменьшить помехи и трение в сборочных деталях, поскольку это может привести к повреждению изоляции. Чтобы избежать повреждения внешней части заземляющего провода в результате трения и предотвратить его контакт с вибрирующими деталями, тем самым защитив заземляющий провод. Если проектирование по оптимизации невозможно, следует использовать такие операции, как обмотка лентой и установка сильфонов.
2. Переход к полупроводникам: в настоящее время полупроводниковая технология значительно продвинулась вперед, и будущие автомобильные низковольтные кабели также будут интегрировать эту технологию. Провода, объединяющие полупроводниковые элементы и микросхемы, могут выполнять более разнообразные функции, такие как передача данных, обработка сигналов и автоматическая диагностика. Это может не только улучшить интеллект всей системы, но и сэкономить место.
3. Стремление к облегчению: поскольку автомобильная промышленность уделяет все больше внимания эффективности использования топлива и защите окружающей среды, автомобильные низковольтные кабели также будут продолжать развиваться в направлении легкости. Использование более легких материалов и оптимизация конструкции позволяют снизить вес проводов, снизить расход топлива и выбросы загрязняющих веществ. Например, замена традиционных медных проводов сталью с медным покрытием и алюминием с медным покрытием может сделать электрическую систему автомобиля более легкой и эффективной.
4. Переход к интеллекту: вскоре, в связи с постоянным развитием технологий автономного вождения и Интернета, в низковольтных кабелях также будут внедрены технологии высокоскоростной передачи и интеграции датчиков для обеспечения всесторонних и эффективных электрических соединений. Усовершенствуйте автомобильные интеллектуальные устройства и обеспечьте высокоскоростную передачу сигналов, включая подключение радаров, больших дисплеев, антенн и т. д., способствуя развитию транспортных средств в направлении интеллектуальных и сетевых технологий.

V. Заключение

В заключение следует отметить, что путем всестороннего рассмотрения и выбора подходящих низковольтных кабельных материалов и конструкций и их разумного применения можно обеспечить стабильную работу автомобильной системы и безопасность пассажиров транспортного средства.

В то же время, благодаря постоянному развитию этой технологии, низковольтные кабели также будут становиться более совершенными, легкими и интеллектуальными и приносить больше преимуществ.