监护型救护车电气系统设计说明书-及验证改进

监护型救护车电气系统该电气系统主要为我公司的监护型救护车而设计，同时将该系统的简化后，可用于简易型救护车，在进行扩充后，可应用于献血车或体检车。第一部分设计开发计划第一阶段：2010年9月20日——2010年9月30日搜集各个负载的性能参数，并记录汇总，明确系统要达到的目标，进行原理设计的前期准备；第二阶段：2010年10月8日——2010年10月29日绘制原理图，制作出样件，完成有的文件性资料；第三阶段：2010年11月1日——2010年11月30日验证设计方案，并改进有关问题，得出结论和报告。第二部分设计开发任务书一、功能和性能1、安装有警报器和爆闪灯，外部照明灯（后两者根据需要确定安装数量，且各自总功率限定在100W内）；2、安装有两路医疗舱的内部照明系统，能够进行单独供电和控制；3、辅助蓄电池有限压保护功能，当辅助电瓶电压高于15v,低于10V时，辅助电瓶所带负载停止工作；4、消毒灯可设定消毒时间，并到指定时间后自动断开（一般为半个小时内）；5、医疗舱内配备有盐水射灯（2盏）、排风扇（吸、排风功能）、吸引器、12V电源（2处100W）、220V电源（2处250W）；6、驾驶舱和医疗舱之间有对讲系统可以进行通讯；7、主辅电瓶之间安装有电瓶隔离器（作用为：当车熄火停止后，主辅电瓶之间断开连接，各自独立为所带负载供电。车辆启动后，发电机在给主电瓶充电有余量的情况下，再给辅助电瓶充电，在电量不足时，断开主辅电瓶之间的连接，只为主电瓶充电，优先保证主电瓶所带负载的使用。同时保证主电瓶的充足电量，以满足汽车启动的可靠性）二、法律法规要求根据《WST_292-2008_救护车行业标准》，该系统需满足以下要求：蓄电池，除了原车的主电池外，还要加装辅助电池，两电池在车辆停驶时，自动断开连接，启动后自动练接，以保证蓄电池车辆的正常启动和附加用电设备的使用；过载保护是必须的；分离救护车的专用电气系统和行车电气系统；发电机有最小额定的限制；医疗舱的照度要求；外接220VAC电源给辅助蓄电池可充电，满足医疗舱的设备使用；医疗舱电气系统有总开关；220VAC应有漏电保护；外接220VAC电源时，发动机应不能起动；各个分路须有保险或断路器，以保护线束；电线不能安装在医用气体通过的地方；医疗舱内应安装时钟；通风系统每小时至少20次换气循环；驾驶室和医疗舱内存在独立的空调系统。第三部分设计开发过程一、需要供电设备明细二、开发的电气控制系统组成上表中的★是指线路板上所安装的元器件，包括保险座和保险、继电器盒继电器座。连接的插片、铜螺栓等600圆，则整个控制板为650圆。三、线束12V部分的线束采用汽车线束，220V部分采用同目前的一样。且部分设备采用对地搭铁的方式。类别名称作用说明规格数量备注大继电器辅助电瓶到逆变器控制120A1保险保险1医疗舱照明、12V插座、外照明、吸引器、排风扇10A7保险2对讲系统、消毒灯、盐水射灯、ACC引线5A4保险3主电瓶供电保护40A/60A1外接保险4辅助电瓶供电保护60A1外接保险5逆变器供电1000W120A/25A.1/6外接保险5（1）逆变器供电500W60A/40A.1/2线束线束1对讲机、盐水射灯、电子钟回负极0.5mm*mm37.5/12.5A线束2消毒灯、ACC控制线回负极0.7529.7/16A线束3外照明、爆闪灯、医疗舱照明、换气扇、吸引器、搭铁1611.4/19A线束4220V插座、12V插座回负极1.5414.4/24A线束5主电瓶总供电、电瓶负极线10245/75A线束6辅助电瓶医疗设备总供电、500W逆变器供电、主辅电瓶之间（分）16363/105A类别名称厂家规格价格备注新增控制板昆山市鸿运通多层电路板厂50+★限压保护装置慈溪飞纳得电器厂AVMR-D100批产电瓶隔离器厦门健伍140A400批产控制箱根据板子需要选择漏电保护器10A交流输出保护装置借用充电器翘板开关无反弹逆变器类别名称主电瓶供电设备长排灯警报器爆闪灯外照明一半的医疗舱照明辅助电瓶供电设备逆变器２２０Ｖ插座另一半的医疗舱照明对讲机换气扇消毒灯盐水射灯吸引器电子钟12V插座附带医疗设备心电图机监护仪除颤仪呼吸机线束71000W逆变供电（总）、主辅电瓶之间（总）25282.5/138A控制盒中的继电器汽车继电器1主电瓶供电控制5脚40A2汽车继电器1辅助电瓶供电控制5脚40A2汽车继电器2排风扇的排风、吸风、吸引器、医疗舱照明、外照明、备用等4脚25A9时间继电器消毒灯的延时关闭5A1四、控制板详解分为两大块，主电瓶供电部分和辅助电瓶供电部分，且供电均有点火钥匙控制，通过限压保护装置检测辅助电瓶的电压来控制辅助电瓶供电设备的使用。接地部分和ACC控制部分，预留了一些接口，用于回到负极和控制需要。消毒灯的延时断开通过延时继电器实现。第四部分设计输出-系统总成一、方案详解A：主电瓶及负载，由整车的ACC档控制电源（控制板上已实现），负载为长排灯、警报器、爆闪灯、外照明等。除此之外，加了医疗舱的一部分照明。主电瓶供电负载最大33A，故选用通用型的汽车继电器型号即可。B：辅助电瓶供电，主要包括两部分——逆变器和其他外加负载，均有ACC档控制。逆变器部分，根据整车外加医疗设备的情况，选用合适的逆变器，一般可选用500W的，对于负载大，选用1000Ｗ或以上。当整车接通ACC档电源时，逆变器才可工作。逆变器输出后加装漏电保护器，以防止触电。外加医疗设备的供电，将所用的加装在医疗舱的设备的保险、继电器集成在一块控制板上，便于装配和问题原因的查找。C：线束的布置，此需要根据整车的情况，尽可能的缩短线束走的路径，便于布置，便于维修。接插件尽可能采用统一的标准。同时寻找合理的搭铁点，对可以搭铁的进行搭铁处理。与控制板的连接采用插片式的对插方式。对于12V所用的线束采用汽车线束，220V采用一般家用的线束即可。在试制过程中，确定线束的走线路径和各处尺寸，形成批量制作的线路图。D：翘板开关，均采用无返弹的普通翘板开关。二、接线原理图辅助电瓶限压保护器充电器继电器（外接）漏电保护器对讲机翘板开关盐水射灯外照明、医疗舱的两部分灯、吸引器分别从各自端口引线到设备的正极，负极搭铁回到地；爆闪灯、长排灯、警报器同目前的一样，电源单独引，采用自身所带的模块。排风扇借用两个端口，到正反转输入的正极，附带的继电器控制信号共同引到翘板开关；消毒灯主电瓶第五部分验证和改进一、验证的接线图接入的电器包括外照明、医疗舱照明、消毒灯、盐水射灯、排风扇、吸引器、对讲机等控制面板如下：试验接线图如下：盐水射灯外照明、医疗舱的两部分灯、吸引器分别从各自端口引线到设备的正极，负极搭铁回到地；消毒灯对讲机翘板开关电瓶隔离器辅助电瓶主电瓶限压保护器排风扇借用两个端口，到正反转输入的正极，附带的继电器控制信号共同引到翘板开关；控制板二、接线后的验证情况1、上图中的ACC开关可有效控制ACC路上电流的通断，控制主辅电瓶供电的控制继电器断开或闭合。同时起到控制逆变器输入电流控制继电器的动作。并留有预留的输出插针，可用于其他需要控制的电器设备，其总的输入电流控制在2A内；2、控制板结合翘板开关，可有效控制外照明、车厢灯、手术灯、排风扇、吸引器等；3、消毒的延时关闭，通过延时继电器实现，延时继电器在一个小时内可调。试验检测可实现延时断开，但在车辆颠簸的形式过程中，其连接的牢靠性有待检验，或采用体积小的电子控制模块替代；4、对讲系统能够有效供电，12V的两处供电暂未检测，线路通，有电，设计的最大输出为10A。5、长排灯、警报器、爆闪灯作为一个独立的系统，均可从电路板的电源输入端、或电瓶端引入。其控制信号从电路板的ACC输出端引入（未作测试）；6、过欠压保护装置，当电压低于所设定的值时，延迟一定时间（16S内）断开，当负载卸掉后，电瓶的电压上升，欠压保护装置又接通了电路，接通后，电瓶电压小于设定值，延时后又断开，断开后，电瓶电压上升，又接通，如此反复。故此装置不能够有效的起到欠压保护的作用，后续需要进行电路板的开发，在电路板上实现（其控制的逻辑思路为：电瓶电压低于某个设定值（11V）时，起到报警作用，并与一定的警报频率声或显示提醒操作者，及时充电或做好准备，关掉负载；当电压低于10.5V时，警报长鸣1分钟后，切断电源。再次供电的条件为：电瓶电压达到12V或点火钥匙断开后重新上电）；7、电瓶隔离器，点火钥匙打开后，自动连接，当检测到电瓶电压低后或充电电流有限后，断开两者之间的连接。需要在实车上验证其功能的可靠性8、辅助电瓶的外接充电，外围接口可直接借用目前已成功开发的例子，由ACC继电器控制充电的通断，当车辆启动或以后，外接的充电线路将断开；9、逆变器输出后，经过漏电保护器后，再连接220V插座，只是合理布置的问题，需要根据车内情况合理布置而已；10、医疗舱内的电子钟直接从控制板的辅助蓄电池或主电池的正极引电，需选用耗电量小的，防止车辆长时间防止后，导致蓄电池严重馈电。※9、10项在国家未强制规定的情况下，可作为选装。三、改进验证1、线路板引出插针的合理化布置，使其与控制继电器留有足够的距离，便于插拔（PCB图已改进，待验证）；2、开发过欠压保护装置；3、开发消毒灯的延时控制模块。