地铁车辆电气布线模块化组装工艺研究

翟迪

（长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司，吉林 长春 130062）

现代地铁车辆功能越来越丰富，伴之而来的是越来越复杂的车辆电气系统，并带来电磁兼容、人身和设备安全、生产的难度和效率等诸多方面的问题。传统、简单的电气布线方式已经不能满足日益复杂的车辆电气系统需要，这就需用更加系统、规范的方法和手段来适应车辆电气布线的新要求。

一、电气布线的模块化思想

模块化思想是将复杂庞大的系统分解成多个规模较小的、相互间耦合性很小的模块来实现。模块化思想贯穿了产品的整个生命周期，从设计到工艺到制造，甚至延伸到市场开拓和售后服务阶段。其每一个环节都可以通过模块化思想来避免重复劳动，同时便于每个功能的标准化，最终达到降低成本、提高效率、便于维护和升级的目的。对于电气布线，模块化思想主要体现在功能区域划分和线束化两大工作内容。功能区域的独立性越强，区域间的装配、测试、维护等工作的相互影响程度就越小。线束化避免了布线前期工作与车体制造、初期装配等工作之间的影响，同时也避免了不同功能区域之间布线的相互影响。电气布线功能区域划分要结合电气机械设计开展，通常除了独立的大型电器设备（如变流器、空调控制柜等），还划分出高压箱、中低压箱、车端电器柜等功能区域。各区域内部的布线相对独立，功能区域之间通过整车布线线槽中分等级的线束进行连接。这一工艺在电气原理设计阶段就要充分考虑。对于电气原理图中的电器元件，不仅要定义其所属的系统（如牵引系统、制动系统、门控系统等），还要定义其所处的空间区域（如司机室隔墙电器柜、二位端电器柜、车下高压箱等）。

二、地铁车辆电气模块化组装工艺的应用

（一）地铁车辆电气模块化系统组装过程

地铁车辆电气模块化组装通常都是由以下几方面工序完成的：首先，准备各部分的电气模块；其次，将各部分电气模块进行车上组装；然后，要对组装好的电气线路进行检测；最后，将末端的并线连接。其中准备相应的电气模块并不需要在车上进行，而是依靠车下场地即可完成，这样不仅为后期其他工序的进行提供了大量的时间保障，而且还能使总装场地保持整洁、有序，方便了后续其他工序的完成。

（二）电气布线模块化工艺设计流程和设计原则

1.电气布线模块化工艺设计流程。第一，要对地铁车辆实际情况进行深入了解，并以此作为依据，将地铁车辆中的电气布线系统进行拆分，使其由一个系统整体划分成多个电气模块；第二，要对划分出来的电气模块结构特征进行明确，了解布线的线槽结构和布局，并将其作为线束形式设计的主要参考；第三，以绘制出的图纸为参考，以明确各设备电气出口为基础，来确定线束出线口的位置所在。在对设计出的首列车进行试制时，要根据地铁车辆的实际运行，来对各出线线束的走线方式、线束长度等进行最终确定，并将其编写成相关文件，方便后期查看与参考；第四，还可以根据实际情况的不同选择线束铺设位置，例如可以将线束与线槽进行贴合，这样就可以形成一个较为整体的电气模块，在安装的过程中，也就可以以整体部分进行安装。

2.地铁电气布线模块化工艺设计时的注意事项。首先，要根据地铁车辆的实际情况对自身电气系统划分，使其实现由统一的一个整体划分成多个模块整体，为后续工作提供方便。但是在此过程中，要注重划分的合理性与细致性，避免出现遗漏等情况的发生；其次，要严格观察电气设备接口，并根据电气设备接口变化选择制作方式。如果接口情况不同于常规接口状况，那么连接末端等工作环节就需要在现车中才能完成；最后，要积极寻求科学合理的安装方式，来完成电气模块的安装，减少安装过程中的难度，使得安装工作的效率得到有效提升。

（三）电气布线模块化的优缺点分析

在对地铁车辆进行整车装配时，由于车辆总装较为复杂，因此在装配过程中，不仅会增加装配难度，而且其工作效率也差强人意。这种背景下，将车辆的电气系统进行划分，使划分出来的模块作为整体，并进行装配，这样在进行车辆总装时，只需要将各模块按照相关标准和要求装配到固定位置即可。由此看来，电气布线模块化具有以下优点：第一，降低了装配难度，简化了装配流程，在地铁车辆装配时，被划分好的各模块同时进行，使得装配效率得到了显著提升，为相关技术人员提供了较大的便利；第二，在电气布线模块化组装工艺中，产品的布线质量得到了应有的重视，使其与传统装配过程中布线质量相比有了很大的提高。同时传统布线设置一般都是由人工操作来完成的，因此布线最终设置会出现明显的差异性，布线出现差错的情况时有发生。而模块化工艺的使用，有效避免了因人工操作差异导致布线美观性和精准性降低的情况；第三，电气布线模块化改变了以往在车上进行各结构装配的方式，在地面就能完成相关准备工作，这样一方面可以确保总装场地的整洁性与有序性，另一方面从某种角度来讲，还方便了后续的管理。此外，在车下进行布线工作，还能减轻相关人员的工作强度。

总结：综上所述，虽然城市地铁交通获得了迅猛发展，但是在地铁交通设计制作过程中，仍然存在着一些亟待解决的问题，例如地铁车辆电气布线模块化工艺还不够完善等。基于此，相关技术人员要加大对其研究，并不断丰富自身所掌握的理论知识和技术水平，提高地铁车辆运行的安全性，从而为我国地铁交通运输行业的发展提供必要的技术支持。