【技研】 电动背门设计规范

摘要

本文概述了电动背门设计的主要考虑因素，包括安全性、可靠性、便利性、空间利用、外观美观、静音性、防护性、能耗优化、故障检测、耐用性和成本控制等。同时，强调了与车辆其他系统的兼容性。文章还介绍了电动背门的多种功能，如自动启闭、智能防夹、高度记忆等，并详细阐述了电动背门系统的组成，如电动撑杆、电子控制模块等，以及系统的结构形式，包括铰链自带电机式、摇臂式和电撑杆式等，旨在提供全面的电动背门设计规范和设计指导。

正文

电动背门设计需要考虑以下几个方面：

1. 安全性：确保门的开启和关闭过程中不会对用户造成伤害，具备防夹功能。

2. 可靠性：能长时间稳定工作，不易出现故障。

3. 便利性：操作简单方便，可通过多种方式（如按键、遥控等）控制。

4. 空间利用：不影响后备箱的空间使用。

5. 外观美观：与整车外观协调一致。

6. 静音性：在运行过程中尽量减少噪音。

7. 防护性：具备一定的防水、防尘能力。

8. 能耗优化：尽量降低能耗，以延长电池续航。

9. 故障检测：具备故障检测功能，方便及时发现和处理问题。

10. 耐用性：经受长期使用和各种环境条件的考验。

11. 成本控制：在满足需求的前提下，控制成本。

12. 兼容性：与车辆的其他系统（如电子系统、防盗系统等）兼容。

通过本次电动背门规范的整理和总结，梳理出电动背门共性结构设计及规范要求，引导车身电动背门的设计与布置，满足产品质量要求。降低设计过程中失误，达到提升产品品质目的。

电动背门通常具有以下功能：

1. 自动启闭：可通过按键、遥控等方式实现自动开启和关闭。

2. 智能防夹：在关闭过程中遇到障碍物时，能自动停止或反向运行，防止夹伤。

3. 高度记忆：记住用户设定的开启高度，方便使用。

4. 遥控操作：使用遥控器控制背门的开启和关闭。

5. 感应开启：通过感应方式（如脚踢感应）开启背门。

6. 缓升降功能：使背门缓慢升降，减少冲击。

7. 异常报警：出现故障或异常时，发出报警信号。

8. 防盗功能：可设置防盗模式，增加车辆安全性。

9. 语音控制：支持通过语音指令控制背门。

10. 软关闭功能：在关闭时提供缓冲，减少噪音和震动。

电动背门系统的组成：

电动背门系统的结构形式：

电动背门系统的结构形式大致分为铰链自带电机式、摇臂式以及电撑杆式三种（如下表所示），其中电撑杆式分为并行和串行两种。串行电撑杆结构形式是目前市场上主流形式，故本文主要针对串行电撑杆式电动背门进行讲解。

电动背门系统的布置规范：

撑杆布置于车身流水槽内，左右对称布置。车身端及背门端均通过支架与车身及背门连接。为提升美观性及增大布置空间，安装螺栓一律采用Q215B0816T1F38内六角花型盘头螺钉；电撑杆运动校核与气弹簧一致，设计初期应考虑与周边件预留10mm安全间隙，若受结构或冲压工艺限制，可按8mm让步接受。

电撑杆的设计行程及伸展长度应符合一定的比例关系才能保证其可以制造出来，该比例关系不同的厂家有不同的定义，结合我司B11A、B12以及B15三个项目电撑杆产品，对这一比例关系规范如下：

L伸-2×S≥245

式中：

L伸 ：电撑杆伸展状态下两球窝的球心距离；

S ：电撑杆行程。

一般而言，自吸锁布置于背门内外板之间，自吸锁分为一体式及分体式，若为分体结构，设计时应考虑总装装配空间，即校核闭锁器应与背门内外板腔体预留10mm间隙，以便安装。

ECU布置在背门或侧围总成内均可；考虑到减少振动以及减少背门重量，优先考虑布置在车身侧。

电动背门系统的力值计算主要体现在电撑杆的受力计算上，撑杆作为系统的动力输出单元，作用是取代气弹簧开闭背门，其受力计算规范如下：      

理想条件下，将背门的开启及关闭简化为匀速运动，根据力矩平衡原理，撑杆受力应满足如下公式：

开启时：（F螺/推杆+F弹）×l≥G×L

关闭时：F螺/推杆×l+G×L≥ F弹×L

式中：

F螺/推杆  :撑杆电机带动螺杆产生的轴向推力；

F弹 :撑杆内部弹簧产生的弹力；

l：撑杆力臂；

L：重力臂；

G : 背门重力。

已知条件为F弹 、l、 L 、G；根据三角函数关系求出不同角度下的F螺/推杆  ，找出最大值验证撑杆电机扭矩是否满足。同时，为避免安装支架及车身钣金受力过大，对电撑杆输出最大轴向力做如下规范：

F螺/推杆+F弹≤1000N

若不满足以上条件，需从新布置安装点直至满足。

电动背门系统架构：

驾驶室开关、外门把手开关及遥控钥匙直接与整车BCM连接；电撑杆及背门内开关、背门自吸锁与ECU连接，ECU与BCM之间CAN通信，如下图所示：