汽车研发：低压线束设计与开发！

汽车上各用电设备之间的控制及信号传递靠低压电线束网络来实现。而汽车低压电线束是汽车电路的网络主体，是汽车的“中枢神经”，是连接电源和各个用电设备的重要部件，是传输能量、传递各种信号的载体，线束分布遍布全车，其重要性不言而喻。今天就让漫谈君与大家一起谈谈汽车低压线束的开发及其应用。

所谓汽车低压线束即汽车电线束是指，在汽车内部连接各个电气设备之间的电线，这些电线一般是呈现出捆扎的状态，并且是以束状的形态存在，所以称之为电线束。

通俗地讲，低压电线束由导线、端子、插接件和包裹胶带、绝缘防护组成。

1）干线

电线束中两根或两根以上电线包扎在一起的部分。

2）支线

电线束中电线的末端没有包扎的部分或单根电线。

3）分支点

电线束中干线与干线或干线与支线中心线的交点。

4）接点

电线与电线的连接点。

5）端子

接插件和接头的统称。

在现代汽车上，汽车线束特别多，电子控制系统与线束有着密切关系。有人曾经打了一个形象的比喻：如果把微机、传感器与执行元件的功能用人体来比喻，可以说微机相当于人脑，传感器相当于感觉器官，执行元件相当于运动器官，那么线束就是神经和血管了。

汽车线束是汽车电路的网络主体，连接汽车的电子电器部件并使之发挥功能，没有线束也就不存在汽车电路。目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成，它既要确保传送电信号，也要保证连接电路的可靠性，向电子电气部件供应规定的电流值，防止对周围电路的电磁干扰，并要排除电器短路。

汽车电线与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单蕊电线，有一定硬度。而汽车电线都是铜质多蕊软线，有些软线细如毛发，几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管（聚氯乙烯）内，柔软而不容易折断。

汽车线束对材料的要求也非常严格，包括其电气性能、材料散发性、耐温性等等，都比一般的线束要求要高，特别是涉及到安全方面的：如方向控制系统、刹车这些重要组件的线束，要求更为严格。

按功能可分为运载驱动执行元件（作动器）电力的电力线和传递传感器输入指令的信号线。其中电力线是运送大电流的粗电线，而信号线是不运载电力的细电线（光纤维通信）。

汽车线束内的电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的电线（日系车中常用的标称截面积为0.5、0.85、1.25、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米），它们各自都有允许负载电流值，配用于不同功率用电设备的导线。

以整车线束为例，0.5规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等；0.75规格线适用于牌照灯，前后小灯、制动灯等；1.0规格线适用于转向灯、雾灯等；1.5规格线适用于前大灯、喇叭等；主电源线如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5至4平方毫米电线。

汽车线束是汽车的“神经系统”，没有线束也就不存在汽车电路。随着社会的发展，人们对汽车各种性能要求越来越高，汽车线束也就越来越复杂，线束也因此成为汽车故障的多发环节。现在汽车线束制造厂家不再单纯地做线束后期设计和制造，而是和主机厂联合进行同步设计和开发。

另外随着整车用电设备的增多，留给线束的布置空间越来越小，这就要求电线束的设计必须具有更优质、更可靠的数据传输性能，同时要求节省空间，减少汽车整备质量，要同时达到这些要求是对汽车低压电线束一个很大的挑战，因此汽车低压电线束设计的综合性能便成为重中之重。

1）汽车三维布线

线束三维布置设计，要求设计工程师要对其他系统零部件（车身、动力、底盘、内外饰等）有系统的了解，并能提出合理的要求。

整车线束的布置形式有多种，比如H、L、E、R等形式，常见的布置形式有H型、E型。

以下为部分线束与周边零部件的间隙要求：

2）电器原理

整车电器原理是线束设计的核心依据，只有保证原理图纸准确，线束设计和制造才能满足客户设定的目标。

系统单元电路原理图反映各个系统单元电路构成、连接关系和工作原理。一张完整的系统单元原理图应从蓄电池开始到熔断丝盒和熔断丝盒内的熔断丝，经过继电器，经过开关(或者控制模块），再到用电设备，最后搭铁，形成一个完整的来回信息。

设计原则：

• 电器工程师提供整车各个电器系统的功能、电器负荷以及相关电器属性、机械属性等要求，根据要求讨论并制定主要单元电路、电器件、零部件组成；

• 确定电器件额定电压、工作电压范围、额定功率、电压降、负载搭铁等；

• 考虑额定工作电流、最大工作电流（电机堵转状态）、脉冲（浪涌）电流、静态耗电电流的大小。

电源分配图用于反映整车熔断丝和继电器同负载之间对应关系，用电器的取电模式决定了电源分配。电源分配图一般有简单的逻辑控制关系，图纸简洁明了，不需要复杂的控制关系和多余信息(插件信息、设备接线信息等）。

搭铁是指将一个电路、设备、分系统与参考搭铁连接起来，给它们提供一个等电位点或面。根据整车的布置，一般会设多个搭铁点。搭铁点分布在原理设计中显得比较复杂同时也非常重要，搭铁设计合理与否会造成信号干扰，影响到电器性能稳定工作和整车EMC。

3）原材料选取

线束是汽车电路中连接各电器设备的接线部件，由绝缘护套、接线端子、导线及绝缘包扎材料等组成。线束原材料的选取直接影响到线束品质和性能指标。在熔断丝盒、插接件、电线、外保护等多个方面，线束材料的选取都有不同的原则和要求。

如线束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蚀、防止千扰、降低噪声、美化外观的作用，一般根据工作环境和空间大小制定包扎设计方案。线束外保护的选取原则如下：

由于汽车行业的特殊性，汽车线束的制造过程也比其他普通线束较为特殊。制造汽车线束的体系大致分两类：

1）以欧美国家划分，包括中国：

使用TS16949体系来对制造过程进行控制。

2）以日本为主：

如丰田、本田他们有自己的体系来控制制造过程。

国外的汽车工业相对较为发达，尤其是在对于汽车用低压电线束总成的设计方面有着值得借鉴的经验。随着科技的进步，技术的生命周期不断缩短的情况下，新的技术、新的材料以及新的工艺在汽车用低压电线束总成的应用中占据了重要的位置，尤其是像德国、日本以及美国等汽车工业发达的国家，在汽车用低压电线束总成的设计上有着不可比拟的优势。

在电线束设计上，应该吸收国际先进经验，设计出一批符合我国汽车型号的、重量轻、体积小的电线束总成，并在此基础上提高电线束总成的适应性和工作性能的可靠性；并且最大限度的使用先进结构、插座与插头的连接方式简单的端子，提高电线束安装的效率，尽可能的对于现有的总成防护体系进行完善，保证电线束总成的安全。

在借鉴国外发达国家的先进经验的基础上，为使我国的汽车用低压电线束总成产品接近国家水平，需要不断创新我国现有的汽车电线束产品。虽然在一段的时间内还不能有效的实现，但是可以朝着这些目标进行努力，促进我国汽车行业的进一步发展！