CN114655137A - 多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，使用于氢燃料电池大巴中，通过铝合金密闭空间对线束进行屏蔽和保护，直接通过辅助控制器外壳进行屏蔽包裹，避免了传统屏蔽线缆通过屏蔽层双端接外壳而实现屏蔽层接地导致的接地效果不均匀，且接地电阻过大的问题。同时坚硬的铝合金保护槽相对于常见的波纹管、蛇皮管等线束护套更加坚硬，对线束的保护效果更好。通过线束设计，辅助控制器外壳开模时以及切割好对应的线束槽批量生产，使得布线路径固定且重复性好，并无需使用额外的屏蔽层接地手段和线束护套手段，有效降低了线束操作相关的成本。

Description

多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法
技术领域
本发明涉及一种氢燃料电池大巴多合一辅助控制器内部线束的屏蔽及保护方法，特别是利用辅助控制器本身金属外壳进行挖槽后埋藏线束进行线束屏蔽及保护的方法。
背景技术
随着全世界经济水平与生产能力的持续性发展，充足的能源供应对于人类社会的重要性也日益增加。目前，世界上大多数国家的能量供给结构仍是以传统化石能源为主，其他能源为辅。并且传统能源大多是以煤和石油为主的不可再生能源，正面临着过度开发带来的枯竭问题。长此以往，社会的发展必将受制于能源的匮乏，这将导致严重的社会问题。因此，面临如此严峻的能源危机与迫切的碳中和任务，世界各国的科研人员都在积极寻找潜在的清洁能源替代方案。在众多清洁能源技术之中，氢能以其零排放和高效转化的特点正成为各国研究人员的重点研究对象。
氢燃料电池(Fuel Cell，FC)是氢能的一种应用形式。氢气与氧气在其内部催化剂的作用下，发生氧化还原反应。能量以电能和热能的形式对外输出，唯一的反应产物为水。该过程没有任何污染物产生。由于氢燃料电池内部没有燃烧反应和活动部件，所以其能量浪费较少且没有噪音，在车辆交通、电力系统、航空航天等方向已有较多的研究与应用。氢燃料电池按照不同的运行原理可分为多种不同的类型。其中质子交换膜燃料电池(ProtonExchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的应用最为广泛。这种氢燃料电池在常温下即可工作，稳定性好，启动时间短，是发展氢燃料动力汽车的最佳选择。
氢燃料电池大巴电气系统内存在诸多能量来源与不同电压需求的用电器，包含多种高直流电压并存的动力大电流回路，以整车低压系统为代表的低压直流用电回路，以油泵气泵为代表的低压交流用电回路。为了解决燃料电池与辅助锂电池组之间存在电压不匹配的问题，为了改善燃料电池输出特性的缺点，为了为整车各子系统提供稳定的能量输出，大量DC/DC 变换器及DC/AC变换器被应用于整车中。其中除为电驱系统供电的大功率单向Boost升压变换器和双向DC/DC变换器外，还需要为整车低压系统提供能量的低压DC/DC变换器及油泵气泵供电的DC/AC变换器。
随着电动汽车及氢燃料电池汽车的发展，高度集成化的一体式辅助控制系统应运而生，将各类DC/DC、DC/AC设备集成化封装，不仅能够实现减少线束长度及能量损耗，方便维修，而且能有效控制电磁干扰对整车电气系统的影响。实现减重降成本，提升功率密度。
在对各类DC/DC及DC/AC设备进行集成化封装之后，由于各模块兼顾高低压转换需求，因此电磁兼容问题带来的干扰将成为影响模块工作性能的关键因素。各模块之间也需要动力及通讯线束进行连接，因此如何避免电磁干扰对线束造成的影响，成为亟待解决的问题。
常规的屏蔽线缆，均为使用铜编织网包裹线束之后再于铜网外侧覆盖一层线束护套，通过让铜网在某一点处接地，达到屏蔽的效果，且线束本身还需通过额外方式固定于器件中，相关操作较为繁琐，且成本较高。本发明提供了一种简便地在多合一辅助控制器内同时实现线束屏蔽和保护的方法。
发明内容
本发明的目的是减少氢燃料电池大巴所用的水泵DC/AC、油泵DC/AC、高压配电、燃料电池升压DC/DC、燃料电池降压DC/DC和整车辅助降压DC/DC六合一辅助控制器内部动力及内部通讯线束的屏蔽及保护所需要的加工工时和加工成本，同时提升线束保护效果和屏蔽效果，从而减小电磁干扰对多合一辅助控制器内部通讯线束的信号影响，以及避免线束绝缘层表面被划伤。
该方法通过多合一辅助控制器外壳内部的CNC切割槽掩埋所对应的线束，槽内通过线束夹固定线束，槽表面通过铝合金槽盖完全覆盖整条槽，实现了对线束进行屏蔽和保护。具体而言，本发明首先通过进行布线设计，得到各线束的路径之后，在多合一辅助控制器外壳开模时在线束路径上进行对应的CNC切割，切割出的长条槽刚好可以埋藏进所需保护的线束，然后再于线束保护槽内安装线夹，对槽内的线束进行完全固定。最后将铝合金槽盖安放于线束保护槽表面，使得所保护的线束被完全覆盖。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，使用于氢燃料电池大巴中，在多合一辅助控制器外壳1的内表面进行CNC切割形成线束保护槽2，线束保护槽2表面覆盖线束保护槽盖3，线束保护槽2内部固定安装线束夹5用于轧带；
包括如下步骤：
(1)通过CAD软件进行多合一辅助控制器内部通讯及动力线束设计，确定线束总量以及各线束起始点与终点；
(2)再使用三维CAD设计软件画出所有线束，确定线束实际在多合一辅助控制器内部的布线路径；
(3)通过确定布线路径，在多合一辅助控制器外壳开模时，对线束所经路径的部分进行 CNC切割形成线束保护槽，根据线束直径选择切割的深度和宽度；同时对应每一条线束保护槽定制一片CNC钣金件作为线束保护槽盖，将该条线束保护槽完全覆盖；
(4)当外壳加工完毕后，在线束保护槽内安装线束夹，将所需保护线束完全安放进对应线束保护凹槽内，使用线束夹固定线束，再将线束保护槽盖盖上即完成装配。
作为优选方式，所述氢燃料电池大巴是指搭载以氢燃料电池为主要能量源的混合动力系统的大巴车。
作为优选方式，所述的多合一辅助控制器是指氢燃料电池大巴电气系统内的水泵DC/AC 逆变器、油泵DC/AC逆变器、高压配电、燃料电池升压DC/DC变换器、燃料电池降压DC/DC 变换器、整车辅助降压DC/DC变换器的六合一辅助控制器。
作为优选方式，线束保护槽2与所保护线束直径适配，被保护的线束完全放置其中。
作为优选方式，线束保护槽盖为铝合金槽盖。
作为优选方式，线束保护槽盖卡接在线束保护槽2上表面，完全覆盖整个凹槽线束保护槽2。
作为优选方式，线束夹5粘贴在线束保护槽2底部，线束夹5为自带背胶的可穿过扎带的四向线束夹。
本发明的优点在于：
通过铝合金密闭空间对线束进行屏蔽和保护，直接通过辅助控制器外壳进行屏蔽包裹，避免了传统屏蔽线缆通过屏蔽层双端接外壳而实现屏蔽层接地导致的接地效果不均匀，且接地电阻过大的问题。同时坚硬的铝合金保护槽相对于常见的波纹管、蛇皮管等线束护套更加坚硬，对线束的保护效果更好。
通过线束设计，辅助控制器外壳开模时以及切割好对应的线束槽批量生产，使得布线路径固定且重复性好，并无需使用额外的屏蔽层接地手段和线束护套手段，有效降低了线束操作相关的成本。
附图说明
图1为本发明的线束屏蔽保护方法所构建的整套系统的系统结构示意图。
图2为本发明的线束屏蔽保护方法的完整装配视图。
图中1.多合一辅助控制器外壳，2.线束保护槽，3.线束保护槽盖，4.通讯或动力线束，5. 线束夹。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本实施例提供一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，使用于氢燃料电池大巴中，在多合一辅助控制器外壳1的内表面进行CNC切割形成线束保护槽2，线束保护槽2表面覆盖线束保护槽盖3，线束保护槽2内部固定安装线束夹5用于轧带；
包括如下步骤：
(1)通过CAD软件进行多合一辅助控制器内部通讯及动力线束设计，确定线束总量以及各线束起始点与终点；
(2)再使用三维CAD设计软件画出所有线束，确定线束实际在多合一辅助控制器内部的布线路径；
(3)通过确定布线路径，在多合一辅助控制器外壳开模时，对线束所经路径的部分进行 CNC切割形成线束保护槽，根据线束直径选择切割的深度和宽度；同时对应每一条线束保护槽定制一片CNC钣金件作为线束保护槽盖，将该条线束保护槽完全覆盖；
(4)当外壳加工完毕后，在线束保护槽内安装线束夹，将所需保护线束完全安放进对应线束保护凹槽内，使用线束夹固定线束，再将线束保护槽盖盖上即完成装配。
所述氢燃料电池大巴是指搭载以氢燃料电池为主要能量源的混合动力系统的大巴车。
所述的多合一辅助控制器是指氢燃料电池大巴电气系统内的水泵DC/AC逆变器、油泵 DC/AC逆变器、高压配电、燃料电池升压DC/DC变换器、燃料电池降压DC/DC变换器、整车辅助降压DC/DC变换器的六合一辅助控制器。
线束保护槽2与所保护线束直径适配，被保护的线束完全放置其中。
线束保护槽盖为铝合金槽盖。
线束保护槽盖卡接在线束保护槽2上表面，完全覆盖整个凹槽线束保护槽2。
线束夹5粘贴在线束保护槽2底部，线束夹5为自带背胶的可穿过扎带的四向线束夹。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，使用于氢燃料电池大巴中，其特征在于：在多合一辅助控制器外壳(1)的内表面进行CNC切割形成线束保护槽(2)，线束保护槽(2)表面覆盖线束保护槽盖(3)，线束保护槽(2)内部固定安装线束夹(5)用于轧带；
包括如下步骤：
(1)通过CAD软件进行多合一辅助控制器内部通讯及动力线束设计，确定线束总量以及各线束起始点与终点；
(2)再使用三维CAD设计软件画出所有线束，确定线束实际在多合一辅助控制器内部的布线路径；
(3)通过确定布线路径，在多合一辅助控制器外壳开模时，对线束所经路径的部分进行CNC切割形成线束保护槽，根据线束直径选择切割的深度和宽度；同时对应每一条线束保护槽定制一片CNC钣金件作为线束保护槽盖，将该条线束保护槽完全覆盖；
(4)当外壳加工完毕后，在线束保护槽内安装线束夹，将所需保护线束完全安放进对应线束保护凹槽内，使用线束夹固定线束，再将线束保护槽盖盖上即完成装配。
2.根据权利要求1所述的一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，其特征在于：所述氢燃料电池大巴是指搭载以氢燃料电池为主要能量源的混合动力系统的大巴车。
3.根据权利要求1所述的一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，其特征在于：所述的多合一辅助控制器是指氢燃料电池大巴电气系统内的水泵DC/AC逆变器、油泵DC/AC逆变器、高压配电、燃料电池升压DC/DC变换器、燃料电池降压DC/DC变换器、整车辅助降压DC/DC变换器的六合一辅助控制器。
4.根据权利要求1所述的一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，其特征在于：线束保护槽(2)与所保护线束直径适配，被保护的线束完全放置其中。
5.根据权利要求1所述的一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，其特征在于：线束保护槽盖为铝合金槽盖。
6.根据权利要求1所述的一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，其特征在于：线束保护槽盖卡接在线束保护槽(2)上表面，完全覆盖整个凹槽线束保护槽(2)。
7.根据权利要求1所述的一种多合一辅助控制器内部动力及信号线束的屏蔽保护方法，其特征在于：线束夹(5)粘贴在线束保护槽(2)底部，线束夹(5)为自带背胶的可穿过扎带的四向线束夹。
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