整车电路开发流程.pdf

1、 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 1 页 /共 12 页 整车电路开发流程 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 2 页 /共 12 页 目录目录目录目录 第一章第一章第一章第一章 、 、项目前期准备阶段 项目前期准备阶段项目前期准备阶段项目前期准备阶段 （ （Q9Q9-Q8） ） 1.1、产品开发类型的确定 1.2、产品基本信息 第二章第二章第二章第二章 、 、概念设计阶段 概念设计阶段概念设计阶段概念设计阶段 （ （Q8Q8-Q6） ） 2.1、整车配置表的 分析 2.2、 Benchmark 车型分析测试 2.3、知识产权分析 2.4

2、、重大 、典型历史质量风险排除 2.5、设计构想书的编制 2.6、整车 电路 控制策略的编制 2.7、 DEFMEA 编制 第三章第三章第三章第三章 、 、工程设计阶段 工程设计阶段工程设计阶段工程设计阶段 （ （Q6Q6-Q5） ） 3.1、电器属性表汇总 3.2、整车三维数据分析 3.3、线束三维布线 3.4、电源分配图和搭铁分布图设计 3.5、保险盒的设计选型 3.6、蓄电池和发电机的选型以及整车电量平衡计算 3.7、整车原理图的设计 3.8、线束二维图纸的设计 第四章第四章第四章第四章 、 、设计验证阶段 设计验证阶段设计验证阶段设计验证阶段 (Q5-Q4) 4.1、装配性检测 4.2

3、、整车功能检测 4.3、启动性能检测 4.4、电平衡检测 4.5、温度场检测 第五章第五章第五章第五章 、 、设计完成及生产准备阶段 设计完成及生产准备阶段设计完成及生产准备阶段设计完成及生产准备阶段 （ （Q4Q4-Q1） ） 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 3 页 /共 12 页 概述 ： 整车电路设计主要任务是实现整车电器系统的集成匹配 ，通过线束将蓄电池 、发电机、电器盒 、各种控制器和车用电器等 ，按照一定的控制关系连接起来 ，实现整车电器的正常工作 。依据我公司 福田乘用车整车产品创造流程 和整车电路设计特点 ，把整车电路开发分为 项目前期准备阶段 、

4、概念设计阶段 、工程设计阶段 、设计验证阶段和设计完成 及生产准备 阶段 。 整车电路开发流程图整车电路开发流程图整车电路开发流程图整车电路开发流程图 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 4 页 /共 12 页 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 5 页 /共 12 页 第一章第一章第一章第一章 项目前期准备阶段项目前期准备阶段项目前期准备阶段项目前期准备阶段 （ （Q9Q9-Q8） ）： ： ： 1.1、产品开发类型的确定 整车项目的新产品开发可分为 ：平台开发 、车型开发 、变型开发 。新产品开发属于何种类型 ，由项目管理委员会在产品型谱

5、规划阶段和新产品建议阶段根据新产品前期研究成果和项目的战略内容来确定 。 几种开发模式分别定义如下 ： head2right 平台开发 ：开发全新的平台 ，全新整车造型 、系统结构 、配置 、布置的整车项目 。 如 PX301 项目 head2right 车型开发 ：在已有平台的基础上 ，全新整车造型和布置 ，通常选用已开发成熟的零 部件 ，对整 车系统结构进行改动的整车项目 。如 PM 项目 head2right 变型开发 ：保留平台 ，通过局部改变造型和布置 ，选用已开发成熟的零部件对车型 进行小范围 改动的整车项目 。如 PX303 项目 不同的开发类型决定了我们在项目上的人力资源分配和

6、工作范围 ，而新车型开发类型及平台类型的确定 ，对项目小组成员的确定 、项目投入的预算以及整车电器目标的设定等起着重要作用 。 1.2、产品基本信息 通过对 标杆 样车的评审 ，结合新车 型的用途 、用户群 、销售区域 、整车价位 、整车风格特点以 及与竞争车型的横向对比分析等相关信息对本车型进行定位 。初步确定新车型的产品设计目标 、开发涉及的法律法规 、新技术的采用 、整车线束目标价位以及对线束的特殊要求。 第二章第二章第二章第二章 概念设计概念设计概念设计概念设计 阶段阶段阶段阶段 （ （Q8Q8-Q6） ） 2.1、整车配置表 分析 整车配置表详细的反映了整车电器零部件采用情况 ，帮助

7、我们在项目初期对整车电器有较为具体的把握 ，同时为整车控制策略的确定 、电器盒的选型提供依据 。通过对车型的配置 分析 ，我们可以从宏观的层面上对整车电路系统获得一个认识 。初步确定该车电器方面的配置要求 ，为新车型的电源系统设计 、电器盒选型 、控制策略确定 、电器系统布置提供前期分析的依据 。 交付物 ： rhombus6 线束初版 BOM 表 rhombus6 电源分配图 （框架 ） rhombus6 初版线束拓扑图 2.2、 Benchmark 车型分析测试 新的车型设计开始之前 ，对标杆 车型的分析研究是非常重要的 。整车电路分析内容至少应包括 ： 整车电路系统的功能和控制策略 、主

8、要电器参数 、整车电路系统的可维修性 、特殊电器系统的分析 、 各种细节分析几个方面 。根据 标杆 车型的具体情况 ，我们可以把整个分析过程分为 ：整车功能检测 、 拆车过程电器性能测试 、拆车后零部件测试分析 。 head2right 整车功能检测 ：整车功能检测指对竞争车型不进行拆解 ，而进行的功能分析和部分北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 6 页 /共 12 页 性能分析 ，就电路系统来说主要可以进行 以下 检测 ：重要用电器的控制逻辑 、用电器的电流 、整车静态电流 、电器 功能 、起动性能 、电平衡 、温度场 。 head2right 拆车过程电器性能测试

9、 ：对于部分 标杆 车型我们将进行拆解分析 ，在整个拆解过程中对于电器部分我们需要作以下分析 ： 1、整车电器件 、线束 、紧固件 、橡胶件 、搭铁点等的布置位置 ； 2、电器件的结构 、固定方式以及外形尺寸 ； 3、分析 、收集各电器元件的技术参数 ； 4、电器零部件拆卸力矩 ，搭铁点的电压降 ； 5、电器零部件的安装方式 。 head2right 拆车后零部件测试分析 ： 拆车后 ，需要对一些关键件进行试验分析 ，例如蓄电池 、电器盒 、橡胶件 、线束 、紧固件等零部件 。 对于以上分析 ，最终以 Benchmark 车型 整车电 路系统综合分析报告 的形式出具 。 交付物 ： rhomb

10、us6 Benchmark 车型 整车电 路系统综合分析报告 2.3、知识产权分析 在初步的概念设计过程中 ，对准备选用的现有成熟产品 ，包括插接件 、保险盒 、蓄电池接头等等都应该进行专利审查 ，对知识产权归属问题应在前期进行明确 ，避免由于专利问题引起设计纠纷 。 交付物 ： rhombus6 专利排查表 2.4、重大 、典型历史质量风险排除 为避免重大 、典型历史质量问题的重复出现而导致 设计缺陷 ，在设计开始之前 ，对重大、典型历史质量问题进行回顾 ，吸取经验教训 ，继承成熟稳定的技术方案 ，或根据新车型的特点 ，制定相应的解决方案 ，避免重大 、典型历史质量问题在新车型上重现 。 2

11、.5、设计构想书的编制 设计构想书的内容应该包括 ：整车电路平台定义 ，影响整车电路开发的关键零部件定义，延用件开发件情况 、重点变更电路或新技术运用方面的分析构想 ，整车电路设计目标设定等 。 交付物 ： rhombus6 设计构想书 2.6、整车 电路 控制策略的编制 在概念设计期间 ，需要勾画出整车的控制策略框架 ，统计模块数量 ，确定是否需要总线控制 。计算出整车电路系统大概包括那些用电单元 ，其负载大致多大 ，每个用电单元采取何种控制方式 ，如何控制 ？同时需要对整车的用电器进行初步确定 。并设计整车电器控制图 。同时 ，计算出需要何种电 源分配中心 、电源系统来满足整车电器的需求

12、。 交付物 ： rhombus6 整车 电路控制策略 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 7 页 /共 12 页 2.7、 DEFMEA 编制 FMEA 旨在及早识别出潜在的失效 ，因此愈早开始愈好 。一般来说 ，在一个设计概念形成 ， 设计方案初步确定时应该开始 FMEA 初稿的编制 。随着设计活动的展开 ，在设计的各个重要阶段 ， 对 FMEA 的初稿进行评审 ，不断进行修改 ， FMEA 作为设计活动的一部分 ，应该在设计任务完成 （如设计图样完成 ，过程设计文件完成 ）之时完成 FMEA 工作 。 FMEA 是一个动态文件 ，要注意任何为改进系统某一问题而进行

13、的设计修改活动 ，都要谨 慎地评审它对系统 ，对相关的部分的影响 。因此要对 DFMEA 进行重新评审 ，并做必要的修改 。 交付物 ： rhombus6 DEFMEA 第三章第三章第三章第三章 工程设计阶段工程设计阶段工程设计阶段工程设计阶段 （ （Q6Q6-Q5） ） 3.1、电器属性表汇总 汇总整车所有用电器的电器属性 ，以固定格式录入保存 ，并要求各相关用电器责任工程师签字确认 。电器属性表是整车电路设计最重要的输入文件 ，该表中需要包含用电器的电器属性 （电流 、电压 、功率 、特性曲线 、电压降 、单元电路图 ）和机械属性 （电器接插件型号、甩线长度 、引脚定义等 ）。 在电器属性

14、表汇总之后 ，工程设计将分为三维和原理两块 ，同时开始设计 。 交付物 ： rhombus6 电器属性表 3.2、整车三维数 据分析 整车三维数 据包括车身和用电器两部分 ，依据车身结构及用电器的安装位置 ，对整车线束进行合理分段 ，然后分析工艺 （装车 ）可行性并同时考虑维修的便利性 。结合配置表分析如何分配线束才能做到既降低了成本又减少了线束的状态数量 。最后形成线束 BOM 和线束拓扑图的冻结版 。 交付物 ： rhombus6 线束 BOM 表 （冻结版 ） rhombus6 线束拓扑图 （冻结版 ） 3.3、线束三维布线 依据电器属性表 ，建立接插件三维数据库 。然后依据线束拓扑图开

15、始布线 。完成工艺版线束数模后 ，依据线束边界状态 ，向各相关部门提交工艺版边界确认表 。 在工艺版边界确认表完成之后 ，修改线束数模 ，完成冻结版线束数模 ，并向相关部门提交冻结版边界确认表 。 交付物 ： rhombus6 工艺版线束三维数模 rhombus6 工艺版边界确认表 rhombus6 冻结版线束三维数模 rhombus6 冻结版边界确认表 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 8 页 /共 12 页 3.4、电源分配图和搭铁分布图 设计 依据电器属性表输入的数据以及各用电器的布置位置和电器特性 ，设计电源分配图和搭铁分布图 ，通过不断评审修改直至完善 ，

16、形成冻结版数据 。电源分配图是保险盒设计选型的重要输入 。 交付物 ： rhombus6 电源分配图和搭铁分布图 （冻结版 ） rhombus6 保险丝计算分析表 3.5、保险盒的设计 选型 依据 冻结版 电源分配图 ，对整车电路的保险和继电器加以统计和分类 ： head2right 板式保险 (BF1、Mega)的容量和数量 ； head2right 慢熔保险 （JCASE）的容量和数量 ； head2right 普通快熔保险 （ATO）的容量和数量 ； head2right 迷你快熔 保险 (Mini)的容量和数量 ； head2right 迷你继电器的数量 （ 4.8/6.3） ; he

17、ad2right 普通继电器的数量 （ 6.3/6.3） ; head2right 大型继电器的数量 （ 6.3/9.5） 依据以上保险和继电器的总体数量 ，确定保险盒的数量 ，机舱保险盒 、座舱保险盒 、 电源保险盒 。常规设计以上三种保险盒即能满足 ，如有特殊需要 ，可考虑增加保险盒的数量 。 然后根据车型的具体需求对保险盒的类型进行确定 （插线式保险盒和直插式保险盒等 ）。 确定保险盒的数量后 ，依据电源分配图将保险和继电器进行初步分配 ，分配完毕后考虑现有产品能否满足 ，不能满足则需要新开发 。 在保险盒的选型设计中 ，应首先考虑安装的可行性 。其次再分别对每个保险盒的保险盒继电器进行

18、合理排布 ，完成分布图 。 交付物 ： rhombus6 保险盒二维布置图 rhombus6 保险丝和继电器数量 、类型统计表 3.6、蓄电池和发电机的选型以及整车电量平衡计算 依据起动机相关参数选择合适的蓄电池 ； 将电器属性表中的相关数据录入整车电量平衡计算表中进行计算 ，依据计算选择目标发电机 ，然后依据发电机的特性曲线再次进行电量平衡计算 ，直至选取到合适的发电机 。 交付物 ： rhombus6 发电机选型及整车电量平衡分析报告 3.7、整车原理图的设计 整车原理图的设计是整个项目开发中的重中之重 ，关系到整车电器功能的实现以及整车电路的稳定性与安全性 。为了方便查看 ，建议将原理图

19、按照电器系统分开绘制 。本方案在此处不再详细介绍各个参数的计算方法 。在本阶段攻击需要完成以下工作 ： head2right 原理图的绘制 ； head2right 导线的 线号编制 ； head2right 导线的颜色编制 ； 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 9 页 /共 12 页 head2right 导线规格的选择计算 head2right 导线与保险丝的匹配计算 交付物 rhombus6 整车电气原理图 rhombus6 导线统计表 rhombus6 导线规格及导线与保险丝匹配报告 3.8、线束二维图纸的设计 依据整车线束三维布置图 、线束 拓扑图 、搭铁

20、点布置图以及整车原理图进行线束二维图纸的设计 ，该设计也是工程设计阶段的一项重要内容 ，它的设计合理与否也会对整车电路的 安全性与稳定性造成很大的影响 ，下面将逐项对线束二维图纸设计中所要注意的一些问题进行归纳总结 ： head2right 插接件的选择 ： 1.插接件的规格 。主要以端子的耐电流等级来确定 ，例如 2.3 系列 （ 090）容许通过电流为 10A，超标准选择会导致端子发热严重而烧毁塑料护壳 ，导线的压接也存在问题 ，低于标准选择则会造成浪费 ； 2.插接件的防水性 。布置在发动机舱和行李箱的插件选用防水护套 ，布置在驾驶室内的插 件则无需考虑防水性 ； 3.接插件的颜色 。接

21、插件的颜色以对应端为准 ，如可以自由选择 ，机舱内优先选用黑色等深色插件 ，驾驶室内优先选用浅色插件 。如同一分支分出来一个以上的相同插件 ，为防止装配时发生混淆 ，选型时应用护套颜色将他们区分开来 。 4.插接件的外型尺寸 。装配空间有限制或者插件需要过孔时 ，应考虑这些插件的尺寸是否可以满足装配 。 5.插接件的固定和可能造成的异响 。在行车过程中可能造成插接件晃动产生撞击声音时 ， 该插件应选用带固定卡扣的插件 ，如无固定条件 ，应在护套外包扎海绵等减震材料 。 head2right 线束保护方式的设计 ： 发动机舱线束和发动机线束因高温 、潮湿 、易磨损等等原因 ，优先选用波纹管或者P

22、VC 管保护 。而驾驶室内的仪表线 、车身线 、顶棚线因相对固定 ，且环境较好 ，可以使用胶带间 隔包扎 。对有相对运动的地方 ，则需要使用耐磨布基胶 带或者工业塑料布保护 ；在行车过程 中，线束有可能与车身撞击产生异响的地方应包扎海绵胶带 ；排气管 、废气循环 、增压部件周围的线束应选用耐高温的玻璃丝碳管等加以保护 。总之 ，在设计线束保护方式的时候 ，应充分考虑外界环境会对线束造成的影响 。 head2right 线束附件的设计 ： 整车线束运用了大量的扎带 、卡扣 、管夹 、橡胶件等附件 ，这些附件都是装配在车身上并对线束加以固定的 ，所以应优先满足附件与车身的装配性 ，其次需要考虑此处

23、线束的重量和附件所能承受的重量 。橡胶件的安装布置则需要考虑其方向性 。 head2right 线束分支方向的确定 ： 对线束的走向方向性有特殊要求的地方 ，应按照三维数模在二维图纸中画出分支示意图 ，并在线束的生产过程中加以监控 。 head2right 线束公差的确定 ： 依据本车型的实际情况对线束主干尺寸 、线束分支尺寸 、卡扣之间的尺寸等设计一个尺寸公差表 。 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 10 页 /共 12 页 head2right 技术要求 ： 线束执行标准 、视图方向 、导通率以及其它特殊要求等均需要在技术要求中体现出来。 交付物 ： rhomb

24、us6 线束二维图纸 rhombus6 接插件统计表 rhombus6 接插件选型分析报告 rhombus6 线束制造工艺反馈书 第四章第四章第四章第四章 设计验证阶段设计验证阶段设计验证阶段设计验证阶段 （ （Q5Q5-Q4） ） 至此整车电路的理论设计全部完成 ，但是产品的功能性 、安全性 、可靠性等是否能够满足要求 ，则需要通过线束台架实验 、试装 、以及路试来检验 。下面将从装配性检测 、整车功能检测 、起动性能检测 、 电平衡检测 、温度场检测等几个方面来说明 。 4.1、整车线束装配性检测 尽管我们用三维软件对整车线束的布置做了模拟 ，但是理论设计与实际情况可能会存在一定的误差 ，

25、在样车的装车过程中我们应从以下方面来进行装配性验证 ，并应超前考虑到SOP 状态下 ，该装配是否合理 ，是否会影响到生产效率 ，我们需要把整个样车的装车过程中出现的各种问题记录下 来，并对线束二维图纸做相应的修改 、评审 ，并应用到下一轮的样线制作中 ，再试装 ，再更改 ，直至满足要求 。 head2right 接插件的对插 （能否对插 ，对插是否困难 ） head2right 线束的尺寸 长度是否满足 ？过短无法装配 ，过长引起与其它部件的干涉 ，也造成了一定的浪费 。同时我们还应考虑到该部件是否在行车过程中有震动 ，如有震动则应留有一定的余量 。 head2right 线束的固定 卡扣 、

26、扎带是否选择合理 ，卡头的尺寸是否与钣金孔相符 ，橡胶件是否能密封牢固 。 head2right 线束的保护 车身钣金的翻边可能出现与初始设计不符 ，这时候是否会对线束造成磨损 。现有 保 护方式是否合理 head2right 线束的走向 目前线束走向是否会与其它部件引起干涉 ，是否与油路 、制动管路之间有足够的距离 ，是否便于装配 。线束上某些分支为了便于装配是否需要预先绑扎 ，这点也是大家在设计中很容易忽视的一点 ，经常会把该问题忽略到 SOP 阶段处理 。 4.2、整车功能检测 整车功能检测是对我们原理设计的一个重要检测环节 ，可分为静态检测和动态检测 ： head2right 整车静态

27、功能分析 在发动机不启动的状态下 ，对仪表板各种指示灯 、各种灯光系统 、雨刮洗涤系统 、车窗 、后视镜 、 PEPS、电动座椅 、座椅加热 、 ACC 等进行验证 。总之 ，整车电器件中无需启动发动机即可工作的部件 ， 我们都需要一一验证 。 北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 11 页 /共 12 页 head2right 整车动态功能分析 启动发动机 ，仔细观察启动瞬间 IG2 所带负载是否短暂停止工作 ，观察发动机加减速 、转速表 、水温 、冷却风扇 、空调等是否正常 。然后行驶车辆 ，观察在行车过程中 ，车速表 、里程表 、自动落锁 、超速报警等功能是否正常

28、 。注意动态功能分析仍需要对静态下所分析的以上功能进行验证 。 记录以上过程中所出现的各种问题并分析原因 ，对相关文件做出评审 、更改 。 4.3、起动性能检测 起动性能检测分为常温起动 和低温起动 ，低温起动可在冷库中进行模拟 。主要测取各个阶段的蓄电池端电压 、蓄电池内阻 、起动瞬间的电流曲线 、电压曲线 、起动时间 、机油温度和水温等数据 ，将以上纪录的数据和曲线分析蓄电池与起动器的匹配性能 ，并将检测的数据和曲线图做成图表 ，作为分析的依据 。 4.4、电平衡检测 整个试验分怠速电平衡试验 、城市路况电平衡试验 、高速公路路况电平衡试验几个阶 段进行 。试验中 ，利用数据采集仪 、分流

29、器 、电流钳或电流传感器分别采集发电机 、蓄电池 、空调 、冷却风扇 、音响系统 、灯具系统 、雨刮系统的电流曲线 ，蓄电池 、发电机的电压曲 线，蓄电 池、电器盒 、保险丝盒的温度 ，并每分钟输出一次数据 。将试验数据按照不同工况单独采集 。将试验数据按照不同工况单独处理 ，将采集的数据按照不同的工况 ，分别整理 ，要求数据中包含电 流曲线 、电压曲线 ，同时以表格输出数据 （每分钟一个数据 ）。 根据采集的曲线以及数据分析整 车电平衡的优劣 。 4.5、温度场检测 温度场试验的目的是为了验证整车线束 、蓄电池等产品工作温度设定是否合适 ，并根 据温度场试验的结果对设计进行修正 ，保证产品的

30、设计性能 。根据线束的走向 ，需要在整个线束 、 蓄电池中选择一些可能存在高温风险的点 ，布上温度传感器 ，通过温度传感器将在上面电平衡检 测中所述的各种工况的温度捕捉并加以纪录 。对于所有的数据采集点进行拍照，结合试验纪录的 数据加以分析 ，分析目前的发动机舱内各线束的保护措施是否能满足要求 ，对于接近或者超过的 设定温度的线束或部件需要采取相应的措施 ，如重新布置 ，增加隔热装置 ，采用耐高温的材料等 。 以上为整个设计验证阶段我们所要做的工作 ，对验证中所出现的各种问题我们应以文件的形式 记录保存 ，这不但是对整车线束进行进一步的整改和优化的依据 ，也可为我们将来在新的产品开发 过程中提

31、供一个很好的参考 ，避免走弯路 。当然以上验证只是一个简单的测试过程 ，整车电路还要 经过路试这一更为严格的考验 ，我们所要做的就是把各个阶段出现的问题汇总 、评审 、整改 、再评 审、再验证 ，这样一直循环下去 ，直至产品达到设计要求，进入 SOP。 第五章第五章第五章第五章 设计完成设计完成设计完成设计完成 及生产准备及生产准备及生产准备及生产准备 阶段阶段阶段阶段 （ （Q4Q4-Q1） ） 经过 以上相当长一段时间的设计 ，我们将正式进入预试生产阶段 ，并为后面的批量生产做好准备 。 在小批量生产阶段 ，我们需要对产品做更进一步的跟踪 ，发现问题及时解决 ，避免问题北汽福田汽车股份有限公司工程研究院 交叉型乘用车技术中心 第 12 页 /共 12 页 带入批产阶段 。在此期间我们需要完成整车线束的装配作业指导文件 ，用来指导车间安装的顺序以及力矩 、注意事项 、状态区分等事宜 。同时还需要 将设计文件提交相关部门认可 ，认可后即可进入 PPAP 文件准备 。 在整车正是开始批量生产之后 ，我们同时还需要对车间保持稳定的技术支持 。最后回顾整个开发过程 ，总结经验教训 ，为后续其他项目的开发积累沉淀 。