汽车线束一体化的问题及对策

随着我国汽车行业的不断发展，车辆上电气部件越来越复杂，汽车也已经从过去的机械结构以及简单的电路结构发展成了机电一体化集成体。汽车设备接收工作指令和汽车信号都是通过线束来实现的，为了保证车辆电气系统的使用年限，需要做好线束设计，保证人员和车辆的安全性，本文首先对汽车线束一体化设计存在的问题进行了探讨，然后将整车开发和线束系统开发紧密结合起来，取得了良好的设计要求。

现代化发动机相较于传统发动机增加了执行元件、传感器、EUC元件，为了将这些元件的作用充分发挥出来，需要将这些电路元件充分连接起来。一般情况下，这些元件主要是通过线束进行连接的，在汽车电路系统中，线束设计是否合理对电气设备是否可以正常运转有着直接的影响。所以，本文首先对汽车线束设计中存在的问题进行探讨，然后提出了设计措施进行了探讨，取得了良好的设计效果，保证了汽车电气系统的使用年限和使用安全。

1 线束设计的所依赖的基础

以整车尺寸和电路原理图为基础，准确标出其中的电气设备是线束设计的重要依据。而电路原理图则是一种按照功能布局排列的图形符号，并借助多种符号展现系统和分系统装置、部件、设备以及软件等实际电路不同组元件之间存在的连接关系，但是在此过程中并不需要考虑图形的比例和实际尺寸以及形状等。而线束的实际长度和走向则是依据车辆的实际尺寸和电路原理图中电路元件的基本位置；为了提升装配和检修的便捷性，与此同时最大限度的降低成本投入和故障几率，当前全球范围内绝大多数国家都己经采取了负极搭铁的方式，对于电路元件的连接都是采取单线制进行。

2 线束设计的一般性原则

2．1 采用不同的导线颜色

鉴于汽车生产及维修过程中的便利，将不同线路元件间的连接导线绝缘层按照不同颜色进行区分。所以，在制造线束之前需要购置各种不同颜色的导线。

2．2 确保导线横截面积配置的合理性

导线的横截面积实际是指线芯的横截面积。在线束设计中，保证导线横截面积配置的合理性属于设计的重点考虑方面。而合理性的根据则是用电设备的实际功率，若用电设备的功率较大时，经过其连接导线的电流就大，则宜用横截面积大的导线；若用电设备的功率较小时，连接其导线的电流就小，则适宜采用横截面积小的导线。假若采用横截面积小的导线连接功率大的用电设备，那么因流经导线的大电流会产生出较多的热量而造成火灾，继而出现短路故障。所以，在线束设计中需要按照用电设备的功率选择对应的导线横截面积。

2．3 降低连接导线长度

将用电设备间导线的长度尽量控制到最短程度，不但能够节省材料和降低成本，而且还可减少设备间的电阻和电压降，使得用电效率得到显着提升。所以在进行线束设计时，可按照用电设备间的距离作为导线的长度。

2．4 对导线线束进行包扎保护

当导线的走向和长度确定后还需对其进行包扎，包扎线束的目的在于形成保护的作用。由于汽车行驶的过程中，一些带有化学物质的泥浆等会飞溅到线束上，从而对线束产生一定的腐蚀作用，另一方面，车身在运动过程中会对线束产生摩擦作用，在这种情况下，如果导线的绝缘层被破坏，那么就会出现短路问题，继而造成车辆的故障。所以，进行线束的包扎保护和固定具有非常重要的作用。

3 汽车线束的一体化设计

3．1 导线横截面积的具体选择

3．1．1 导线必须能够经受许用电流考验

导线许用电流即就是导线自身所能承受电流流量的能力。通常情况下，许用电流需要被额定电流超出30％左右，否则在设备工作时，超负荷的电流经过导线就会产生较多的热量，从而造成绝缘层被烧坏。电源电路在汽车电系中具有极为重要的地位。汽车的电源有两个：即蓄电池和发电机。只有发电机的输出功率大于全车电路元件功率总和的情况下，车上的电路元件才能正常工作，此就对发电机连接导线的质量提出了更高要求。

3．1．2 保证导线电压降保持在合理的范围内

电压降指的是用电设备工作过程中，受到导线电阻的影响，使得电流经过导线时遇到阻碍，从而造成部分电量被消耗，继而造成用电设备终端电压的下降，在这个过程中电压的降低值被称为电压降。进行线束设计时，若导线长度确定下来之后，那么接着就应考虑终端用电设备的电压，确保额定电压保持在需要的范围内，只有这样才能保证用电设备的正常工作。若属于12V的电路系统时，则线路所造成的电压降应≤O．5V，若属于24V的电路系统时，则线路电压降需要控制在≤O．6V的范围。电压降如果超出这一范围，那么用电设备就会因电压问题不能正常工作 从整车用电设备来看，起动机起动的一刹那所消耗的电量最大，自然形成的电压降也是最大的。但蓄电池的额定电压比较有限，有效电压为12．5V左右，当起动机工作时蓄电池会处于放电状态，放电电压只有l1．5V左右。由于这时的发电机工作状态还未正常，所以整车其它的用电设备主要依赖这一电压进行维持。由此可见，要想保证用电设备在起动机启动时能够正常工作，需将电压降控制在较低的程度。决定导线横截面积的因素主要是许用电流和电压降两个方面。为了更深入的论证导线横截面积的设计问题，以下就以大灯和大灯线路为例进行论述。己知大灯功率为55W，蓄电池的电压是12V，导线长度为6m，求出导线的线直径，具体算法如下。

(1)首先计算出大灯的额定电流，从功率计算公式可以得出额定电流的计算公式是功率与电压的比值，即为4．58A。

(2)在计算大灯连接导线的横截面积时，可从电阻率公式和欧姆定律推算出大灯导线的额定横截面积，然后将铜的电阻率以及计算出的额定电流数值、导线长度和电压降的具体数值换入相关的计算公式，之后就能得到大灯导线横截面积数据。

(3)非常完整的大灯导线横截面积计算值还需考虑到导线端子和开关等部件所造成的电压降。另外，在开灯瞬间还会增加约30％左右的电量损耗，所以，在实际计算中还应将这些影响数值融入计算公式。

3．1．3 用电设备功率较小时需降低导线的横截面积

用电设备所需的额定电流是与其功率大小成正比例的，所以，当用电设备功率较小时，其连接导线的截面也要小，但若导线截面过小时，因汽车行驶过程中的震动使得导线极易出现折断想象，所以，导线截面不能太小。

3．2 对汽车束线材料的选择

3．2．1 导线材料

有关导线材料的选择可依据相关标准，选用QVR型铜芯、绝燃的低压电线。

3．2．2 绝燃层颜色

在选用导线颜色之前，需要对全车导线颜色进行统一设计，负极通常采用黑色导线。针对截面积相同的导线，必须采用多种不同的颜色，以此方便安装和维修。如果采用颜色相同、截面积相同的导线对不同的用电设备进行连接，那么，在汽车装配和修理的过程中就极易产生混淆。在具体的导线颜色选择中可执行我国有关的行业标准。

3．2．3 导线端子

导线端子的表面是需要做防腐处理的，以此预防氧化现象的出现。若用电设备的许用电流达到9A以下时，则需要采用宽度在2~4．8mm范围的端子。若用电设备许用电流超过10A时，则要用宽度为6．3mm以上的端子。

3．2．4 线束护套

为了方便工作人员进行用电设备的安装和维修，要求对待同一组线束尽量采用颜色和规格相同的绝燃防护套。重点对经过车身孔处的线束采用防护套措施进行加护，如果忽视这一环节工作，那么当车辆行驶时，就会因车辆颠簸使得导线绝燃层被钣金割穿，从而出现短路。从另一方面来说，绝燃防护套还能够低档高温、水泥，甚至某些酸性物质等的腐蚀破坏，对待底盘导线的保护可采用阻燃性能与机械性能都比较好的波纹防护套。对于驾驶室的线束宜用耐寒和耐热性能较好的绝燃塑料胶带进行包扎。

4 结论

综上所述，在进行汽车线束设计时，要找出合理的分段点，一般在发动机和驾驶室交界的地方、驾驶室和底盘交界的地方进行设置，在将整车线束划分成若干段后将分段线图画出来，然后将分段线束之间的插件标出来。另外，为了可以便于线束生产，要将各个分段线束对应的走向图画出来，图上要将线束的界截面积、导线数目、导线颜色等标注出来。