汽車線束是將汽車上各個(gè)用電設(shè)備連接起來的電線，它是汽車電路的主體。隨著人們對汽車安全、舒適、排放等要求的提高，汽車線束所包含的功能越來越多，也越來越復(fù)雜。線束是由導(dǎo)線、插接件、包裹膠帶、波紋管、卡扣、橡膠件等構(gòu)成的。汽車線束是汽車電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在汽車線束電路的設(shè)計(jì)過程中，需要同步考慮導(dǎo)線的選取。本文將導(dǎo)線從類型、零件要求特性、線號(hào)、線色、線徑、輕量化、與熔斷絲的匹配7個(gè)方面進(jìn)行闡述。
1、導(dǎo)線類型
導(dǎo)線類型又稱為導(dǎo)線線種。在線束布置設(shè)計(jì)過程中，工程師會(huì)根據(jù)不同作用選擇不同的導(dǎo)線類型。由于汽車選取12 V蓄電池進(jìn)行供電，汽車電線也稱為低壓電線。
1）按標(biāo)準(zhǔn)分類，汽車線束根據(jù)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)分為國標(biāo)、日標(biāo)、德標(biāo)、美標(biāo)等。德標(biāo)是德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，主要包括：DIN72550、DIN72551、DIN76772。德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮薄，柔韌性好。由于我國汽車行業(yè)的特殊性，我國各汽車公司主要參考的還是德標(biāo)。
2）按用途分類，汽車導(dǎo)線可分為普通導(dǎo)線、雙絞線和屏蔽線，如圖1所示。
普通導(dǎo)線應(yīng)用最廣泛，不再贅述。
雙絞線原理是：若外界電磁信號(hào)在2條導(dǎo)線上產(chǎn)生的干擾大小相等且相位相反，這個(gè)干擾信號(hào)就會(huì)相互抵消。雙絞是消除干擾最簡單的一種方式，在一些要求不是很嚴(yán)格的情況下可以使用雙絞線。
但在重要的地方，比如安全氣囊傳感器回路等需要用到屏蔽線。屏蔽是避免電磁干擾的最有效措施，因?yàn)橥饨绲母蓴_電磁波在傳播過程中，若遇到金屬材料不會(huì)穿過，而是被迫改變方向沿著金屬行進(jìn)。若將金屬材料包覆在所要屏蔽的設(shè)備或?qū)Ь�外邊，并通過接地線與大地連接，干擾電磁波會(huì)通過接地線流向大地，被屏蔽導(dǎo)線中的信號(hào)就能被正常傳輸。屏蔽線一般要求屏蔽層一端搭鐵一端懸空。屏蔽線分為鋁箔屏蔽線和編織網(wǎng)屏蔽線，鋁箔屏蔽線中的黑色電線是搭鐵線，編織網(wǎng)屏蔽線中的編織網(wǎng)是搭鐵線，現(xiàn)在一般用的都是鋁箔屏蔽線，因?yàn)槠渚�束加工過程操作相對簡單。
雙絞線和屏蔽線從定義、成本、加工、功能和運(yùn)用5個(gè)方面的異同點(diǎn)對比見表1。
2、特性
1）耐熱性根據(jù)線束導(dǎo)線的工作環(huán)境溫度，選用不同耐溫等級的電線。乘客艙的電線可選用耐溫等級為90 ℃的導(dǎo)線；發(fā)動(dòng)機(jī)艙線束可選擇耐溫等級為180 ℃的導(dǎo)線；橫穿上述2個(gè)區(qū)域的導(dǎo)線應(yīng)選用耐溫等級同時(shí)滿足2個(gè)區(qū)域溫度要求的導(dǎo)線，可以通過溫度場獲得該區(qū)域的耐溫要求，再從各導(dǎo)線耐溫等級確定選用的導(dǎo)線類型，線束導(dǎo)線工作溫度分布見圖2。
圖2 線束導(dǎo)線工作溫度分布
2）耐磨性導(dǎo)線本身就應(yīng)該具備防止配線部位由于磨損而引起的絕緣體損壞、漏電。在設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)線應(yīng)盡量避免與容易發(fā)生震動(dòng)的零件接觸，以防止線束發(fā)生磨損、斷裂。如不可避免，可采用包裹膠帶或者外加波紋管。
3）阻燃性阻燃性是指零件在著火后將燃燒時(shí)間（速度）、范圍控制在一定范圍內(nèi)的規(guī)定。
4）彎折性規(guī)定設(shè)計(jì)中要求具有彎曲性的零件的反復(fù)彎曲性。零件的彎曲程度、允許彎曲次數(shù)、環(huán)境溫度要根據(jù)使用情況來設(shè)定。如車門用的膠套要求達(dá)到180°／10萬次／-30~80 ℃。
3、線號(hào)
線號(hào)即導(dǎo)線在線束圖紙中的編號(hào)，它是線束圖紙中導(dǎo)線之間互相區(qū)分的一個(gè)名字特性。線束圖紙中導(dǎo)線的編號(hào)一般與整車線路電氣原理圖中的電氣回路編號(hào)相對應(yīng)，目前對于線束中導(dǎo)線編號(hào)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以某車廠線束舉例，其線束導(dǎo)線代號(hào)為31，YS，0.35，600，ETC。 31是該導(dǎo)線的代號(hào)；YS代表導(dǎo)線的顏色為黃灰色，主色為黃色，灰色為輔色；0.35表示導(dǎo)線的線徑為0.35 mm2；600表示該導(dǎo)線長度為600 mm； ETC則表示該導(dǎo)線連接的是自動(dòng)空調(diào)。
圖3為插接件端面的正視圖，數(shù)字1、2表示的是插接件孔位號(hào)，BLACK表示該插接件顏色為黑色。
插接件中導(dǎo)線的具體信息見表2。Coy ID表示的是插接件中的孔位號(hào)，Wire ID為導(dǎo)線在線束圖所有導(dǎo)線中的代號(hào)，Color為導(dǎo)線的顏色，Size為尺寸，Option為導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的功能，Terminal為插接件端導(dǎo)線所用的端子型號(hào)，Seal為導(dǎo)線所用的密封堵，一字線表示該處不用密封。
4、線色
隨著汽車用電設(shè)備的增加，線束中的導(dǎo)線數(shù)量也越來越多，為了便于識(shí)別和檢測汽車電器設(shè)備，通常將電線束中的低壓線采用不同的線色。目前在選擇配線時(shí)一般采用兩種方式：單色線和雙色線。
1）單色線以單色線為基礎(chǔ)選用時(shí)，可參考表3的單色線線色。各用電系統(tǒng)的電源線為單色。
2）雙色線由于整車回路越來越多，目前線束中大部分導(dǎo)線采用的是雙色線，既將上述單色組合得到雙色線。對于雙色線是有要求的，以上文中的導(dǎo)線為例，YS代表該導(dǎo)線的主色為黃色，占據(jù)導(dǎo)線的絕大部分面積，輔色為灰色，只占據(jù)導(dǎo)線的一小部分面積。
線色是線束中導(dǎo)線的最直觀要素之一，導(dǎo)線顏色選取得當(dāng)，對于工程師后期處理線束問題起到很好的作用。同一根線束設(shè)計(jì)中，不能出現(xiàn)相同的線色，且在選用顏色時(shí)，也盡量選擇具有明顯對比度、肉眼容易分辨的顏色組合。
5、線徑
線徑是指導(dǎo)線的標(biāo)稱截面。德標(biāo)中導(dǎo)線線徑主要有0.35、0.5、0.75、1.0、2.0等。導(dǎo)線的線徑在線束圖紙中都有明確的定義，線束圖紙標(biāo)明線徑有兩種方式：通過列表注明和在插接件的視圖孔位中注明，如上文所示，導(dǎo)線線徑選取是否合理，不但關(guān)系到線束的安全，還能有效降低成本。導(dǎo)線的截面積是根據(jù)用電設(shè)備的工作電流來選擇的。根據(jù)電器件功率的大小，計(jì)算流通導(dǎo)線的電流，長時(shí)間工作的電器設(shè)備可選擇實(shí)際載流量60%的導(dǎo)線，短時(shí)間工作的用電設(shè)備可選用實(shí)際載流量60%~100%之間的導(dǎo)線。由于導(dǎo)線的允許載流量隨著溫度的升高而下降，故要根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小以及導(dǎo)線的走向、插接件的數(shù)量（電壓降的大小）適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。
導(dǎo)線截面積常用選擇：
信號(hào)電路用的導(dǎo)線截面積為0.3、0.5mm2。
接大燈遠(yuǎn)光的導(dǎo)線為1~2．5mm2；
接大燈近 光的為l~1．5mm2；
接小燈的導(dǎo)線為0．7~1．5mm2；
接后燈的導(dǎo)線為0．75~2．5mm2；
接轉(zhuǎn)向燈 的導(dǎo)線為0．75~1mm2；
接儀表燈的導(dǎo)線為0．7~1．5mm2；
接刮水器的導(dǎo)線為l~1．5mm2；
接喇叭的導(dǎo)線為1~2．5mm2；
點(diǎn)火線路的導(dǎo)線為0．75~1．5mm2；
電源電路用導(dǎo)線截面積為2、3、5mm2；
接起發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線為36、43、50、70mm2
特殊電路(起動(dòng)機(jī)/交流發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)接地線等)則有8、10、15、20mm2
計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式：
I=P/UsA=IρL/Ud
I-電流；P-功率；Us-系統(tǒng)電壓；A-導(dǎo)線截面積；Ud-允許最大電壓降損失；ρ-銅電阻率；L-線長度。
6、導(dǎo)線的輕量化選取
1）導(dǎo)線截面積選擇時(shí)考慮輕量化線束導(dǎo)線的外層絕緣皮也在不斷進(jìn)行革新，以使導(dǎo)線在質(zhì)量減輕的同時(shí)性能也得以提高。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)中，德標(biāo)（FLRY）導(dǎo)線的絕緣皮更薄些，柔韌性好，同樣線徑的導(dǎo)線質(zhì)量也是最輕的。這也是眾多汽車廠商選用德標(biāo)導(dǎo)線的原因之一。
2）線束布置時(shí)考慮輕量化整車線束布置基本可分為整體式、功能分段式、區(qū)域分段式這3種。從布置輕量化的角度來講，整體式的線束設(shè)計(jì)比較有優(yōu)勢。但是隨著汽車的尺寸增加，整體式布置給裝配和維修帶來不便，為此就需要考慮其它2種布置方式。比如日系車在區(qū)域分段布置上就做得比較成熟，車身的設(shè)計(jì)趨于模塊化，線束的固定、連接等也都采用了輕量化的設(shè)計(jì)思路。
線束的布置在形狀上還可分為H型布置、h型布置和E型布置等。每種布置對線束的輕量化也有一定的影響，其中H型布置是較好的一種布置方式，因?yàn)镠型的線束能最大范圍照顧到整車的用電器。
線束輕量化的發(fā)展趨勢為廣泛采用CAN總線，簡化線束接線使其更緊湊，在減輕質(zhì)量的同時(shí)也降低了成本。
7、導(dǎo)線與熔斷絲的匹配
熔斷絲是一個(gè)熱能響應(yīng)元件，是為了保護(hù)線束而有意設(shè)計(jì)和制造成線路中最弱的一部分。當(dāng)選定電路的熔斷絲元件后，應(yīng)確認(rèn)與熔斷絲相連電路的導(dǎo)線規(guī)格，選用原則為導(dǎo)線的電流-時(shí)間特性必須高于串接在其內(nèi)的熔斷絲電流-時(shí)間特性曲線。熔斷絲在通過過載電流熔斷后，外形要保持完好，能正常從固定座上取下。熔斷絲按可承受電流分類可分為mini(參數(shù)|圖片)、midi、Jcase、mega等，熔斷絲的每一個(gè)電流值都對應(yīng)一定范圍的電阻，并由此定義其過載的特性。熔斷絲的時(shí)間-電流特性曲線如圖4所示。
圖4 熔斷絲時(shí)間-電流特性曲線
建議持續(xù)工作負(fù)載為熔斷絲額定電流的75%，實(shí)際熔斷絲額定值的選用可參考公式：
式中： If———理想的熔斷絲額定值； In———額定 工作電流； RR———環(huán)境溫度修正系數(shù)。
在導(dǎo)線線路設(shè)計(jì)過程中，第一選擇是不共用熔斷絲。但是隨著汽車線路增加的同時(shí)，留給線束的空間越來越小，不共用熔斷絲需要付出成本和空間的代價(jià)。綜合各種因素考慮，在電路設(shè)計(jì)中整合熔斷絲是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。現(xiàn)簡單介紹一些熔斷絲的整合原則。
1） 安全件最好使用獨(dú)立熔斷絲。安全件既包含國標(biāo)定義的，還有各主機(jī)廠自行定義的，如位置燈、示寬燈、近光燈等。需要為這樣的零件單獨(dú)配置熔斷絲。
2） 安全件、非安全件不可共用熔斷絲。這是為了防止因非安全件回路短路導(dǎo)致熔斷絲熔斷，造成安全件不可工作的不良后果。
3） 功率不大的非安全件可以共用熔斷絲。這在設(shè)計(jì)中非常常見，例如將2個(gè)遠(yuǎn)光燈共用一個(gè)熔斷絲等。
4） 不同時(shí)工作的負(fù)載可以共用熔斷絲。車輛上有些設(shè)備不會(huì)同時(shí)工作，這時(shí)共用熔斷絲可以提高熔斷絲的利用率。
8、總結(jié)
導(dǎo)線的類型、零件要求特性、線號(hào)、線色、線徑、導(dǎo)線的輕量化與熔斷絲的匹配是汽車線束導(dǎo)線選取需要重點(diǎn)考慮的7個(gè)方面。工程師需掌握這7個(gè)方面的相關(guān)知識(shí)，才能夠設(shè)計(jì)出高品質(zhì)、低成本的線束，并對線束做出一定的改進(jìn)。
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