汽車低壓線束中常見的幾種二極管的裝配方式

張紅濤，張景光，張　　玲（長安汽車股份有限公司北京研究院，北京　100195）

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汽車低壓線束中常見的幾種二極管的裝配方式

張紅濤，張景光，張玲
（長安汽車股份有限公司北京研究院，北京100195）

摘要：隨著汽車電子電器配置的不斷提高和零部件通用化的逐步提高，越來越多的平臺化產(chǎn)品或借用件應(yīng)用在改款車型上。基于這種對開發(fā)周期和開發(fā)費(fèi)用都投入較小的項目，借用更多的平臺化產(chǎn)品，更能有效地縮短開發(fā)周期并降低開發(fā)成本。但在將各種平臺化產(chǎn)品糅合在一起的過程中，不同使用狀態(tài)下各控制器的需求有所不同，這就出現(xiàn)了在線束總成上外掛汽車級二極管來進(jìn)行信號攔截的現(xiàn)象。本文針對開發(fā)過程中常見的線束上外掛二極管的使用情況進(jìn)行簡單總結(jié)，在描述各方案的結(jié)構(gòu)的同時，列出其優(yōu)缺點(diǎn)，以便給同行業(yè)人員提供部分設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：二極管；低壓線束；汽車

隨著汽車電子電器配置的逐步提升和零部件通用化的逐步提高，后期開發(fā)的車型或多或少地借用之前的產(chǎn)品。在把不同車型或不同配置上的零部件逐步糅合在同一輛車型上的時候，產(chǎn)品設(shè)計之初沒有考慮到的設(shè)計缺陷逐漸凸顯出來。各借用件之間的需求信號有時相同，有時又不同，導(dǎo)致車輛在不同狀態(tài)下，給到相關(guān)零部件的信號產(chǎn)生區(qū)別，這種矛盾的產(chǎn)生必不可免。

如果為了消除這種信號不統(tǒng)一帶來的問題而重新設(shè)計零部件，一則新產(chǎn)品需要較長的開發(fā)周期和試驗(yàn)驗(yàn)證周期，這對項目的開發(fā)進(jìn)度存在重大影響，對于一些短平快的項目來說，周期更不能滿足。二則如果重新開發(fā)零部件，就無形中增加了產(chǎn)品開發(fā)成本，從而分?jǐn)偟秸囍校瑢τ谡嚦杀敬嬖跊_擊，在如今各項目成本壓力普遍偏大的情況下，不是項目組的優(yōu)選方案。

這種情況下就使用到了汽車級的二極管，將其安裝在線束上來進(jìn)行車輛不同模式下信號的攔截。使用二極管，可以避免控制器產(chǎn)品的新開發(fā)帶來的周期和成本的壓力。這種可以使用簡單的二極管產(chǎn)品就可以解決問題的方式，是設(shè)計者的優(yōu)先選擇。

目前在汽車線束上使用的二極管總成一般有以下幾種方式：無固定的二極管存在固定等相關(guān)缺陷，但因?yàn)槭褂帽容^靈活，也存在一定的使用情況；可固定的二極管相對比較更加適用于汽車級的選擇，這種二極管可進(jìn)行固定，從而避免振動等情況產(chǎn)生。

1　無明確固定方式二極管

目前在汽車線束上使用的無明確固定方式的二極管總成一般有以下2種：①6.3型二極管尺寸比較大，但選用的插接件比較常用，且制造設(shè)備精度需求較低，因此產(chǎn)生較早；②2.8型二極管與6.3型二極管的形狀類似，但因其尺寸較小，對空間的需求較低，因此使用更加方便。

1）6.3型二極管6.3型二極管的外形如圖1所示。這種二極管采用DJ7021-6.3-11等類似插接件結(jié)構(gòu)，插接件型號比較常見。制造時將二極管封裝在塑料殼中，然后與插接件熔接在一起。此種二極管尺寸比較大，在使用時，也需要與單獨(dú)的插接件進(jìn)行配合，配合后的效果如圖2所示。由于汽車線束的特性，要求

此種二極管使用在長安汽車的E30純電動車上，在純電動車慢充和快充2種不同的充電方式下，需要對整車喚醒的部件不同，因此就在后地板線束和儀表臺板線束上各設(shè)計有一個6.3型二極管。這種設(shè)計完全體現(xiàn)了這種二極管的靈活性。

優(yōu)點(diǎn)：使用比較靈活，在任何需要的位置都可以額外增加，綁在附近線束主干上即可，可以減少線束回路過長引起的導(dǎo)線浪費(fèi)。

缺點(diǎn)：插接件尺寸稍大，且沒有單獨(dú)固定結(jié)構(gòu)，使用時需要將二極管與插接件連接后綁扎在線束上。但如果在汽車上同時使用多個二極管，則會造成局部包扎過粗，也會對于這些二極管的固定造成困難。同時，產(chǎn)品在檢測和維修時，還需要將包裹二極管的的海綿或者布基膠帶撕開，檢測和維修都不太方便。

2）2.8型二極管2.8型二極管的外形圖如圖3所示。這種二極管在使用時，與6.3型二極管的使用相同，需要與單獨(dú)的插接件進(jìn)行配合。同樣也需要與線束總成纏繞在一起，以避免振動或晃動引起的破損或壽命降低。

此種二極管使用在長安汽車的尊行E60純電動車上。在純電動車整車控制器被喚醒的情況下，需要區(qū)分是由于充電原因喚醒的，還是由于駕駛員鑰匙旋轉(zhuǎn)到ON檔而喚醒的。因此，在距離整車控制器比較近的位置設(shè)計了這種二極管，使用絨布膠帶將二極管綁定在整車控制器的主干線附近，這種二極管尺寸較小，選擇設(shè)計在便于維修的地方，同時包裹在線束上也不會造成線束局部過粗。

優(yōu)點(diǎn)：使用比較靈活，在任何需要的位置都可以額外增加，可以減少線束回路過長引起的導(dǎo)線浪費(fèi)。同樣因?yàn)槌叽巛^小，相比6.3型二極管對空間的選擇更有優(yōu)勢。

缺點(diǎn)：2.8型二極管與6.3型二極管的使用方式相同，因此與6.3型也存在同樣的缺點(diǎn)，對于多個二極管的包扎會造成線束局部過粗，也對二極管的檢測和維修比較困難。

圖1　6.3型二極管外形圖

圖2　6.3型二極管裝配效果圖

圖3　　2.8型二極管外形圖　

2　可固定式二極管

可固定的二極管在設(shè)計中還是比較有優(yōu)勢的，因?yàn)檫@種二極管可以固定，完全滿足汽車上對零部件的固定要求，可以避免振動或晃動引起的異常損壞。

1）防錯二極管目前，市場上使用比較優(yōu)選的還是具有可固定且防錯的二極管，圖4為天海公司的某型號的封裝二極管。尺寸較小，且可以安裝在熔斷絲盒內(nèi)，既可以牢固固定，也降低了檢測和維修的難度，而且設(shè)計有明顯的防錯結(jié)構(gòu)，工人在裝配過程中不會在無意識中插反，從而造成電氣線束故障，大大避免了人為原因造成的故障，因此也是各主機(jī)廠的優(yōu)選方案。圖5為防錯二極管安裝后的效果。

圖4　　防錯二極管外形圖

圖5　　防錯二極管裝配效果圖

此種二極管使用在長安汽車的睿成汽油車上，TCU驅(qū)動倒車?yán)^電器的回路和前照燈遠(yuǎn)近光切換的回路中都設(shè)計有這種二極管。在儀表板線束的熔斷絲盒內(nèi)進(jìn)行連接，既便于維修也可以進(jìn)行良好的固定。

但在開發(fā)熔斷絲盒時一般預(yù)留的二極管個數(shù)不會超過2個，如果預(yù)留過多，二極管位置設(shè)計后基本不被使用，造成空間浪費(fèi)。如果實(shí)車使用二極管超過2個，也需要使用本文所述的其他方式進(jìn)行設(shè)計，或者重新開發(fā)設(shè)計熔斷絲盒主體，但是重新設(shè)計一款熔斷絲盒，也會投入大量的開發(fā)費(fèi)用和延遲開發(fā)周期，不值得推薦。

優(yōu)點(diǎn)：安裝可靠性好，檢測和維修容易。缺點(diǎn)：熔斷絲盒的結(jié)構(gòu)決定二極管的使用數(shù)量受限。

2）不防錯二極管不防錯二極管的出現(xiàn)，有效解決了以上多種二極管的一些缺點(diǎn)。如圖6所示，不防錯二極管與mini熔斷絲針腳的尺寸、腳距完全一致，可以完全無障礙地插在mini熔斷絲的位置，可以有效解決整車需要多個二極管的情況，而且也可以牢固固定，也同樣有著安裝方便、檢測和維修容易的優(yōu)勢。圖7為不防錯二極管裝配效果圖。

圖6　　不防錯二極管外形圖

圖7　　不防錯二極管裝配效果圖

不防錯二極管的另外一個優(yōu)勢在于線束廠不需要進(jìn)行備料的單獨(dú)端子，可以與mini熔斷絲的端子公用，減少線束廠庫存物料種類，無疑也是降低成本的一種方法。且該二極管在裝配時同樣有著裝配簡便的優(yōu)勢，工人只需對正插入即可，不需要太多的技術(shù)含量。

此種二極管使用在長安汽車的逸動-純電動車上。逸動-純電動車的整車充電、上電、顯示等邏輯比較復(fù)雜，使用的二極管較多，同時由于轎車的空間較小，無法使用綁在線束上的二極管，因此在儀表熔斷絲盒內(nèi)設(shè)計有多個這種mini類型的二極管。這種設(shè)計可以多個并排使用，且固定良好。

不防錯二極管同樣存在著設(shè)計缺點(diǎn)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)決定了二極管的安裝結(jié)構(gòu)與mini熔斷絲完全一樣，沒有防錯的方向限制，畢竟二極管是單向工作的產(chǎn)品，如果沒有防呆結(jié)構(gòu)，很容易因?yàn)楣と瞬僮骰蛘呤酆缶S修等原因人為造成系統(tǒng)故障或工作不正常。為了降低這種幾率，就需要在熔斷絲盒標(biāo)簽或者熔斷絲盒主體加上二極管導(dǎo)向的標(biāo)記，以便指導(dǎo)工人或售后安裝。

優(yōu)點(diǎn)：可以解決汽車回路中需要多個二極管的情況，既能節(jié)省空間，也能節(jié)省成本，安裝和固定也更方便。缺點(diǎn)：二極管在熔斷絲盒內(nèi)的安裝不防錯，需要其他方式進(jìn)行防錯提醒。

3）二極管組件二極管組件是一種新型的專利產(chǎn)品，如圖8所示。二極管組件內(nèi)封裝了多個二極管，每個二極管可以單獨(dú)形成回路，在適配的插接件對應(yīng)的端子位置裝配導(dǎo)線回路即可實(shí)現(xiàn)該二極管的功能（圖9），且在此二極管組件的背面有卡接槽，可以將此二極管組件安裝一個卡扣后，卡接在車身任何一個部位的安裝孔內(nèi)；也可以在塑料件上開一個卡接結(jié)構(gòu)，將此二極管組件直接卡接上其他產(chǎn)品上，如圖10所示。

圖8　　二極管組件外觀圖

圖9　　二極管組件裝配效果圖

圖10　　二極管組件安裝固定效果圖

此種二極管組件不僅實(shí)現(xiàn)了二極管的靈活使用性，可以設(shè)計在任何需要使用的地方附近，而且對于安裝和檢測、維修都非常方便。該二極管在使用時的裝配工藝比較簡單，將線束與端子壓接后進(jìn)行插接即可實(shí)現(xiàn)功能。與傳統(tǒng)的制造相比，節(jié)省了多個二極管裝配和包扎固定的時間，提高了生產(chǎn)效率。

此種二極管組件為長安汽車申請的專利技術(shù)，擬在長安一款中高端轎車的純電動版上使用。全車使用5個二極管，正好將此二極管組件的功能充分利用。此種二極管固定在中控臺附近，既滿足空間需求，也便于維修。

優(yōu)點(diǎn)：可以解決汽車回路中需要多個二極管的情況，既能節(jié)省空間，也能節(jié)省成本，安裝和固定也更方便。

缺點(diǎn)：在設(shè)計前期，需要單獨(dú)為二極管預(yù)留布置位置或在部件上設(shè)計卡接結(jié)構(gòu)，且需要放置在便于維修但不是外觀的地方。

3　結(jié)束語

雖然二極管的使用大大降低了開發(fā)周期的風(fēng)險且同時降低了開發(fā)費(fèi)用的壓力，但是仍然增加了一次對接，增加了一次潛在的風(fēng)險。作為汽車級的線束連接，越少的轉(zhuǎn)接次數(shù)就代表著越好的產(chǎn)品可靠性。另外，在各部件糅合的過程中，還有可能涉及接口電路不匹配、部件不穩(wěn)定引起關(guān)聯(lián)系統(tǒng)故障等潛在風(fēng)險。

因此，從整個系統(tǒng)級高度來看，還是要在部件的設(shè)計前期，從系統(tǒng)的層面綜合考慮各部件相關(guān)信號的邏輯性、兼容性、匹配性等，這樣才能保證產(chǎn)品的可靠性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（編輯楊景）

中圖分類號：U463.62

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003－8639（2016）01－0033－04

收稿日期：2015-10-23；修回日期：2015-11-12

作者簡介：張紅濤 （1983-），男，工程師，主要從事整車原理設(shè)計及線束設(shè)計相關(guān)工作；張景光 （1982-），男，工程師，主要從事整車原理設(shè)計及線束設(shè)計相關(guān)工作；張玲 （1981-），女，工程師，主要從事整車熱管理領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā)工作。整車所有零部件都需要進(jìn)行固定，否則會因?yàn)榱悴考幕蝿印⒄駝拥仍颍瑢?dǎo)致產(chǎn)品壽命降低或引起產(chǎn)品破損等現(xiàn)象，因此，此種二極管在與對接插接件連接后，需要與線束總成纏繞在一起以起到固定的作用。另外，如果纏繞的空間附近有其他產(chǎn)品，還要在二極管總成外側(cè)包裹減震或防噪的材料，如海綿等，以防止二極管與線束一起振動或晃動的過程中，與周邊零部件的碰撞引起室內(nèi)噪聲或零部件破損。

Assembly Modes of Common Diodes in Low Voltage Wiring Harness

ZHANG Hong-tao，ZHANG Jing-guang，ZHANG Ling
（Beijing Changan Auto R＆D Center，Changan Automobile Co.，Ltd.，Beijing 100195，China）

Abstract：In the process of mixing various platform products together，each controller needs different signal under different service condition，so the diode is plugged in wire harness assembly to intercept the signal.This using condition in development is briefly summarized and its merits and demerits are listed to present design thought for other engineers while describing the structure of each scheme.

Key words：diode；low voltage wiring harness；vehicle