低壓電線在乘用車上的應用

鄭道松，吳占軍

（德科斯米爾（沈陽）汽車配件有限公司，上海 201805）

近年我國汽車業發展迅猛，各品牌汽車在產量及銷量上都有突破式增長，但同時競爭也越來越激烈，市場也對汽車產品品質提出更高的要求。汽車電線的可靠性越來越引起各主機廠的重視，在不同車身部位選擇合適種類的電線，成為提高線束可靠性的一個重要方面。另外由于汽車整車輕量化的發展趨勢，一些其它材料的電線，不斷作為新型導線在汽車上得到應用。

1 常見汽車用低壓電線種類

汽車電線的發展是隨著汽車工業一起發展的，目前汽車工業發達國家都有關于汽車電線的國家標準，很多知名汽車廠商同時又建立自己的企業標準。在我國，常見汽車電線有德系、日系、美系（SAE）以及國標導線，一些知名主機廠都會有關于導線的企業標準，如大眾VW60306標準，沒有自己企業標準的車企，一般會引用國家標準或者行業標準，或者其它國家的國家標準。

汽車低壓電線，主要以薄壁電線為主。ISO組織推出 ISO 6722系列標準，各個國家在此標準基礎上衍生出各自的國家標準，如：德標DIN 72551《道路車輛-低壓電纜》系列標準［1］，日系JASO D611《汽車零件-低壓電線》［2］，美系SAE J1128 《低壓初級電纜》，國標GB／T 25085《道路車輛60V和600V單芯電線》（等同ISO 6722）， 行標QC／T 730 《汽車用薄壁絕緣低壓電線》。

在設計工作中，目前國內線束工程師使用比較廣泛的是DIN標線FLR以及日標線AVS，美標導線在美國品牌車廠中使用，國標線在部分自主品牌中有所使用。

2 汽車德標電線與日標電線的特點

汽車低壓電線，從結構上分有單芯及多芯2種，從性能角度區分有屏蔽和未屏蔽2種。未屏蔽電線由金屬導體和絕緣材料層構成，最常見導體為電氣銅Cu-ETP1（CW003A）。帶屏蔽電線在絕緣層外覆蓋上一層屏蔽層，常見屏蔽基材為銅或鋁。有些電線由于特殊要求，在金屬導體電鍍上其它金屬材料，如錫、鎳、銀。不同標準的電線，在導體組合結構上以及絕緣層材料上都有各自特點。筆者在此對德標及日標的低壓電線作簡單比較。

2.1 徳標導線

德標導線常用有薄壁和標準厚壁導線。薄壁導線根據金屬導體擰合結構的不同，有A型（表1）結構和B型（表2）結構之分，標示如圖1所示。常用德標導線絕緣材料的標示方法以及不同絕緣材料的基本特點見表3。

其中A型電線為中心固定導體對稱擰合結構，導體股數為奇數。B型電線為中心不固定導體非對稱擰合，導體股數為偶數。B型導線有更好的柔韌性。

表1 A型結構導體［1］

表2 B型結構導體［1］

表3 常見德標導線絕緣材料的標示方法與特性［2］

2.2 日標導線

日標汽車低壓電線也有標準壁厚絕緣層和薄壁絕緣層2種類型，最高工作溫度有80℃、85℃、100℃、120℃ 4個等級。常見日標導線標示如圖2所示。汽車常用日標導線性能見表4。

表4 常見日標導線絕緣材料的標示方法與特性［3］

3 德標低壓電線在乘用車上的常規應用

在汽車線束設計過程中，工程師們會根據車身功能的不同，將汽車劃分為發動機艙、乘客艙和車身底部3個區域。在這3個區域，線束的工作環境各不相同。在發動機艙區域布置了發動機、變速器、冷卻液壺、制動液壺等高溫、震動及存有液體等部件，所以對此區域的電線，不僅在耐溫等級上有較高要求，而且對電線絕緣層的耐腐蝕性及抗老化能力也有相對高的要求。在乘客艙，此區域處于車身內部，線束的工作環境相對較優，對電線的耐溫等級方面要求較低，但是此區域留給線束的裝配空間比較狹窄，所以要求此區域的導線絕緣層厚度要薄。另外，此區域有些部件屬于開閉件，如車門和行李廂蓋，此處的電線隨著車門的開閉而處于運動狀態，對此部位的電線要求有良好的柔韌性。車輛在使用過程中會經過不同的路面，車身底部容易受到來自路面的各種侵襲，如泥沙的飛濺、水或者其它液體的侵蝕，同時部分導線有可能隨著底盤的跳動而運動，所以耐腐蝕性、耐老化、良好的機械性能，都是對處于這個部位電線的要求。在整車線束中，發動機線束比較特殊，它是布置在發動機本體上，其工作的環境更加惡劣。這個區域除了易受各種有腐蝕性的液體侵襲，另外由于發動機本體的發熱，尤其是現在流行的帶增壓發動機，發動機本體的溫度會更高，使發動機線束一直在一個高溫的環境下工作。所以，對于發動機線束的電線，除了要有優秀的耐高溫性能，還要有優秀的耐腐蝕及抗老化能力。

圖3為國內某車型的輪廓線圖，根據線束工作環境溫度不同，將車輛分成A、B、C、D、E 5個區域，各區域的環境特點見表5。

表5 整車溫度場分布

一般A區域的線束主要布置在儀表板下、頂棚、地板橫梁、門檻、座椅、中央扶手、4個車門和尾門上，此區域環境溫度相對較低，線束空間小。FLRY-A／B電線有良好的柔韌性和薄壁絕緣層，滿足A區域的環境要求，對開閉件線束，建議選擇FLRY-B電線，因為B型結構電線比A型電線結構有更好的柔韌性。

B區域指氧傳感器、EGR等在線束布置中靠近排氣管高溫區域的支路，這些支路靠近熱源，且容易受到化學液體的侵蝕，而且還會隨著發動機工作而振動，這些功能支路要求電線有優秀的耐高溫能力，同時要耐腐蝕老化及良好的機械性能。FLR6Y有優秀的耐熱及抗老化能力，同時有良好的耐腐蝕及機械性能，滿足這一區域對電線的要求。

C區域線束為發動機線束，線束依托發動機本體布置。溫度等級為125℃。FLR31Y與FLR2X有良好的耐高溫及可靠性，滿足這一區域電線使用要求，在離排氣管遠的地方選用FLR31Y，靠近排氣管的支路選用FLR2X。

D區域常規功能支路選用常規薄壁絕緣層電線，FLRY-A／B即可滿足要求，但是如后氧傳感器類功能支路靠近熱源排氣管，選用電線FLR2X。在此區域，會有一些大截面積電線被使用，以滿足大電流要求，如電子風扇支路、蓄電池線支路、起動機線支路，這些支路一般與其它線束分支單獨布置，不包扎在一起。這類電線不選擇薄壁電線，而是選擇厚壁絕緣層電線FLYW，以滿足溫度等級要求和機械要求。

E區域易受來自路面雜物的侵襲，包括水或泥沙的侵蝕，甚至路面石子的飛濺沖擊，有的分支段的電線隨著車輪行駛跳動而上下跳動，要求電線具有良好的耐磨性及機械性能，同時要有良好的耐腐蝕性。這個區域的功能支路常見有ABS傳感器支路、EPB電機支路、摩擦片傳感器支路，對于這些功能支路，在電線絕緣層外一般再增加一層電線保護套，電線FL4G11Y滿足這些區域的使用要求。

上述示例僅為國內某車型德標電線的選擇應用情況。不同的公司，會有不同的產品設計理念，不同車型對產品的要求也不一樣，這就會影響在產品設計過程中對電線的選擇，甚至是不同工程師設計理念的不同，對電線的選擇也會有所不同，如在C區域，有的工程師會選擇FLR9Y，同樣能滿足產品的性能要求。還有的公司會要求乘客艙電線絕緣層不允許含有鹵素，因為含鹵素PVC在燃燒過程中會分解出致命有毒氣體，不利于乘客逃生。另外，車輛使用氣候也是電線選擇時需要考慮的重要因素，如極寒冷地區就要考慮電線的耐低溫能力。

4 新型低壓電線在乘用車上的應用趨勢

汽車設計過程中產品輕量化已成為趨勢，一些除Cu-ETP以外的導體作為新材料在汽車上逐漸得到應用，如Al、 CuAg、 CuMg、CuSn等。 Al的導電能力是Cu的2／3［2］， 但是Al的導體密度只有Cu的1／3，滿足輕量化的產品要求，但是由于同等載流能力下，Al電線的導體橫截面積大約是Cu電線的1.5倍，所以目前Al導線只在一些線束裝配空間充裕的地方使用。另外，Al在空氣中易氧化，也是目前限制Al沒有被大面積使用的一個重要原因。CuAg、CuMg、CuSn等Cu合金導體大幅提升了導線的機械性能，如0.13 mm2的銅合金導線的機械性能比0.35銅導線提升約33%［2］， 所以在很多信號線中，0.13 mm2、0.22 mm2等小線徑在滿足電氣性能的前提下代替0.35mm2的FLRY電線。

5 結束語

線束設計過程中，電線的選擇首先要滿足產品的品質要求，其次要考慮產品的成本要求和生產過程中的工藝性?？傊?，電線的選擇過程是一個選擇—驗證—再選擇的過程，工程師們要在這個過程中慢慢積累數據與經驗。

［1］DIN 72551， 道路車輛-低壓電纜 系列標準［S］.

［2］Leoni AG， 汽車電線產品手冊［Z］.

［3］JASO D611， 汽車零件-低壓電線［S］.