線束產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝

【摘要】目前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來越龐大，每年都有新品牌加入，從而使競爭越來越激烈，每個汽車廠都在極力降低自己的生產(chǎn)成本，以保持自己的競爭優(yōu)勢和市場份額。線束產(chǎn)品在整車開發(fā)中具有車型平臺的依賴性，即同一平臺線束供應(yīng)商基本不變，保證平臺化，量大價格自然降低，前期設(shè)計(jì)穩(wěn)定，后期質(zhì)量問題少。在綜合考慮供應(yīng)商設(shè)計(jì)能力、質(zhì)量保證能力、生產(chǎn)能力后，供應(yīng)商核心競爭就在產(chǎn)品價格。

【關(guān)鍵詞】汽車線束;產(chǎn)品設(shè)計(jì);產(chǎn)品特點(diǎn);報價條件

汽車線束是汽車用于電能及信號分配系統(tǒng)的統(tǒng)稱，汽車線束被成為汽車的神經(jīng)系統(tǒng)。線束控制汽車主要的電氣功能;如：發(fā)動機(jī)運(yùn)行、燈光系統(tǒng)工作、雨刮器掛水、收音機(jī)、CD機(jī)、空調(diào)、電動窗、中控鎖、安全氣囊、防盜器、電動座椅、天窗、剎車防抱死等等。

1.線束主要構(gòu)成

汽車線束主要由導(dǎo)線、插接器、端子、支架（線槽）、橡膠套、定位件（卡釘，扎帶）、膠帶、波紋管、PVC管、中央電器盒（保險絲盒）等構(gòu)成。每個零部件的選擇對產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量、價格都有影響，下面簡單介紹一下各部件信息。

1.1 導(dǎo)線介紹

導(dǎo)線用于信號或動力傳遞，有絕緣層保護(hù)的金屬導(dǎo)體，是線束最主要的組成部分。

按用途劃分：

普通導(dǎo)線、雙絞線（防干擾用于如：ECU、TCU和診斷接口的CAN通訊）、屏蔽線（防干擾，屏蔽。用于如：曲軸、凸輪軸傳感器等。）

按規(guī)格劃分：

0.35mm2＼0.5mm2＼1.0mm2＼1.5mm2＼2.5mm2＼ 4.0mm2＼6.0mm2 ……

按顏色劃分：

單色導(dǎo)線：紅、黑、藍(lán)、綠、灰、棕、白等顏色。

雙色導(dǎo)線：（主色和副色）紅黑;棕白等顏色。

1.2 接插件介紹

提供電氣/電子信號連接和動力分配的部件，用于線束和用電器，線束總成之間的接口。根據(jù)使用環(huán)境不同，插接器主要分為防水型和非防水型; 根據(jù)使用電壓不同，插接器可分為低壓用插接器和高壓用插接器。插接器主要是由殼體、內(nèi)芯、二次鎖片（TPA，CPA）（為端子在塑件中的定位和固定提供雙保險）以及防水栓（Seal）所組成。

1.3 端子介紹

用于導(dǎo)線與導(dǎo)線和導(dǎo)線與用電器之間的電氣對接。

端子的材質(zhì)主要為黃銅、錫丹銅和鈹銅，端子主要鍍層的材料一般為錫，金，銀等。

端子主要是用于導(dǎo)線間的連接，各種片寬端子的載流量也是不一樣的，如2.3mm，4.8mm，6.3mm，9.5mm等，根據(jù)使用條件、散熱條件以及用電器正常工作的電流參數(shù)合理選擇不同片寬的端子。

1.4 支架介紹

支架作用：固定線束主干;保護(hù)線束，防止線束擠壓摩擦;便于線束布置。

1.5 橡膠件介紹

橡膠件作用：線束車身鈑金過孔;防止駕駛艙進(jìn)水;保護(hù)線束，防磨。

1.6 定位件（卡釘，扎帶）

作用：將線束總成固定在汽車車身上，以防止線束和車身間相對運(yùn)動。

2.線束電流容量及與熔斷器的匹配

2.1 線束電流容量及電流

2.1.1 線束的電流容量

是容許電流乘以集束線纜縮減系數(shù)得出的數(shù)值。

2.1.2 線束的容許電流

容許電流為不考慮因溫度原因造成線纜絕緣層表皮變化，在設(shè)計(jì)電路時，實(shí)際應(yīng)用的電流限制值，并從其壽命的角度考慮（這個值應(yīng)該根據(jù)線纜材質(zhì)，環(huán)境溫度等因素以及使用壽命共同決定）。

2.1.3 線束容許電流計(jì)算的前提條件

2.1.3.1 線束的壽命按每天3小時，10年的壽命計(jì)算。

2.1.3.2 線束在使用壽命期間，最大溫度不超過下表給出的容許溫度。

2.2 汽車線束與融斷器的匹配計(jì)算

關(guān)于導(dǎo)線截面積的計(jì)算，提供經(jīng)驗(yàn)公式交流：

公式一：

A=IρL/Ud

式中：

I—電流

A—導(dǎo)線截面積;

Ud—允許最大電壓降損失;

ρ—銅電阻率;

L—導(dǎo)線長度。

公式二：

S=0.0185*I*L*[1+0.00393*（T-20）] /U

式中：

S——線徑

I——電流（A）

L——導(dǎo)線長度（m）

0.0185——銅的電阻率（Ωmm2/m）

U——電壓降（V）

T——導(dǎo)體最高工作環(huán)境溫度

0.00393——溫度系數(shù)

2.3 負(fù)載電流

2.3.1 計(jì)算負(fù)載電流I=（P/12V）*（13.8V/12V）

根據(jù)計(jì)算出的負(fù)載電流，選擇允許提供負(fù)載電流的連接導(dǎo)線的截面積。在選擇電纜截面積時，應(yīng)考慮到線纜的環(huán)境溫度和導(dǎo)體容許溫度。

2.3.2 根據(jù)負(fù)載電流確定融斷器的額定電流融斷器的最佳電流，融斷器的最佳電流即為負(fù)載的額定電流，但因?yàn)槿跀嗥鞯念~定電流根據(jù)環(huán)境溫度變化而變化，所以需要根據(jù)下圖來修正融斷器的額定電流。

3.線束的起火原因及運(yùn)動校核

3.1 線束起火原因

3.1.1 線束的阻值大于融斷器的容許的阻值，在電纜短路時因電流小于融斷器的200%，所以融斷器不能立刻斷開，導(dǎo)致電纜發(fā)熱起火。

3.1.2 電纜的絕緣層破損，與車架虛接，使熔斷器與線束虛接點(diǎn)之間的阻值大于融斷器的容許電阻，因融斷器不能立刻斷開，導(dǎo)致電纜發(fā)熱起火。

3.1.3 設(shè)計(jì)錯誤，使電纜長期處于過載狀態(tài)。

3.1.4 使用了劣質(zhì)熔斷器，在規(guī)定的電流下不能立刻斷開。

3.1.5 用電器內(nèi)部短路，因電流小于熔斷器的斷開電流，所以導(dǎo)致用電器起火。

3.2 線束布置基本要求

線束走向的注意事項(xiàng)：

（1）線束應(yīng)沿著車身的邊，槽，梁等部位走線，以避免線束承受壓力。

（2）為了降低線束的長度，盡量選擇H型布線。

（3）在線束過銳邊或過孔時應(yīng)注意保護(hù)。

（4）布線時盡量避開或遠(yuǎn)離熱源。

（5）確保與運(yùn)動件之間留有安全距離。

4.汽車線束的發(fā)展CAN總線

數(shù)據(jù)總線技術(shù)的應(yīng)用，CAN的概念應(yīng)運(yùn)而生。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，電子控制單元（ECU）指揮的部件日益增多。

比如：發(fā)動機(jī)電噴系統(tǒng)，ABS裝置，安全氣囊，遙控門鎖，電子防盜，衛(wèi)星導(dǎo)航，智能通訊，電動方向盤伸縮與傾角調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等，隨著集成電路和單片機(jī)在汽車上的應(yīng)用，一種新的概念——汽車電子控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)CAN的概念也就應(yīng)運(yùn)而生了。

通過總線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)控制。為乘駕人員提供更加全面的服務(wù)信息，以及更加人性化的控制。總線控制可以通過末端控制器升級或軟件升級實(shí)現(xiàn)對市場的需求做出快速反應(yīng)。因此，傳統(tǒng)線束必將被CAN總線替代已成為汽車發(fā)展的必然趨勢。一線多用制將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一線一用制。

CAN總線標(biāo)準(zhǔn)（只針對雙絞線）：

（1）導(dǎo)線線徑

0.5MM的普通導(dǎo)線。

（2）導(dǎo)線線色

規(guī)定5組，按順序選用，（G，GR）（G，B）（G，S）（G，A）（G，Z）表示功能為（CAN-H，CAN-L）。

1）在同一CAN網(wǎng)絡(luò)中CAN線節(jié)距保持一致，高速CAN的節(jié)距為10MM，低速CAN的節(jié)距為20MM。

2）在同一分支中有兩個或兩個以上CAN網(wǎng)絡(luò)，各組雙絞線的節(jié)距成倍數(shù)關(guān)系。

公差正3MM，最大非絞長度100MM。

（3）絞線位置

雙絞線遠(yuǎn)離大電流的導(dǎo)線;在同一分支中有兩個或兩個以上雙絞線，要放到線束的兩邊。

參考文獻(xiàn)

[1]《汽車電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本思路分享》.

[2]《汽車線束設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.

[3]《2011-2015年中國汽車線束市場運(yùn)行態(tài)勢與發(fā)展前景預(yù)測報告》.