1  概述

    汽車線束是汽車電路的網絡主體，沒有線束也就不存在汽車電路。隨著人們對汽車的安全性、舒適性、經濟性和排放性要求的提高，汽車上的電器配置、功能也越來越多，所以連接各個電器件的線束也越來越復雜，成為當代汽車故障的多發(fā)環(huán)節(jié)，也因此在汽車設計和生產制造中受到越來越多的關注。如何提高汽車線束的綜合性能成為關注的焦點。在汽車線束的整體設計中，三維布局是前提，本文將重點闡述這部分。

1.1 汽車線束的設計流程

1）由主機廠電氣工程師提供整車電氣系統的功能，電氣負荷及相關的特殊要求，電器件的狀態(tài)、安裝位置，線束與電器件對接的形式。

2）根據電氣原理圖對每個電氣子系統及回路進行電源分配，其中包括接地點的分配，并繪制相應的整車電氣原理圖。

3）繪制三維線束布置圖。

4）根據各子系統電氣件的分布情況，確定線束的布線形式及在汽車上的走向；確定線束的外保護形式及過孔的保護；并根據電器件本身的接插件確定線束上與其對接的端子和護套的型號。繪制二維線束圖。

5）根據凍結的三維線束布置圖和原理圖，校核二維線束圖；確認無誤后方可發(fā)圖，經認可后試制、生產。

 2     線束三維布局走向設計

         線束的走向布局及分段，是根據車身鈑金的具體情況，結合全車電器件的分布綜合來考慮的，線束的走向分段不可拘泥某種形式，而是要在車身鈑金能夠滿足線束布置的前提下，從整車電氣角度來考慮其分布走向。下面詳細介紹下線束三維布局走向中需要考慮的主要原則：

1）裝配工藝性好

         線束的走向分段設計一定要滿足易于裝配這個前提，盡量不要給總裝增加過多的工序，可考慮分裝，如門線，儀表臺線等；同時，要考慮最好不要使用特殊工具就可以完成裝配。

2）可維護性好

          這一點是與上面一點相呼應的，不僅僅要易于裝配，在售后維修方面，也要易于拆卸，不可以因為要維修某個電器件需要拆下某段線束，而拆除其他多個零部件，否則就將增加不必要的維修工時?；谶@一點，在線束設計時需要考慮如下幾點：

①所有線束的接插件應該布置在手可以觸及的地方，或簡單拆卸一些零部件后，可以觸及接插件；

②對于只能用一只手插拔的接插件，另一端接插件應該固定在車身上；

③同一部位的接插件應該應用顏色，大小，內部定位等方法，防止錯裝；

④接插件末端的線束應該預留一定的長度，以便于插接件的插拔。對于開關端的線束建議預留80-100mm。儀表，音響，空調面板等維修率比較高的電器件，其后端線束預留到可以容易插拔的長度；

⑤保險盒的線束要留有足夠的余量，以便于保險盒的拆卸。

3）回路盡可能的短

         在拆裝工藝都考慮后，需要考慮如何布線能使電線回路盡可能的短，因為回路短有如下好處：

①電線上面的壓降小，電器件獲得的電壓高或者得到的信號衰減?。?/span>

②可以減輕整車質量；

③可以降低線束成本；

 4）盡可能的減少線束分段。

         這一點有的時候是和裝配工藝性是矛盾的，因為有的時候為了方便安裝便要將原本可以是一條的線束分成兩段，這是需要在實際線束三維設計中需要權衡的。因為增加線束分段，勢必要增加線束間的對接接插件，而增加對接件則會存在以下幾點需要考量：

①增加了線束上面的電壓降，或是增大了信號的衰減；

②增加了電氣連接的潛在的不可靠點；

③需要增加安裝點或安裝支架，以固定對接件；

④增加線束組裝工時，和物料成本。

           所以我們經常會在在一些德系的車子能看到貫穿發(fā)動機艙、乘客艙、行李艙的一根大線，這就是少分段的典型設計。

5）要考慮電磁兼容與抗電磁干擾

         對于這方面，不僅僅是要從線材的選擇上來做，如采用雙絞線、屏蔽線等，更要從線束的布線走向上來考慮。如某些歐系的蓄電池后置行李箱的車型，因為要將電流傳輸給發(fā)動機艙電氣盒及起動機，所以會有一根縱貫全車的大線徑導線，時刻通以較強電流，這個時候，如何還是按照傳統布線，將此大電流導線與其他信號線不加以區(qū)別一并放在同一束線中，勢必會對信號線產生干擾，所以通常會將此大電流導線單獨布置走向，并與普通線束留出足夠遠的距離，同時要求鈑金做出一條凹槽以盛放導線，并可起來一定電磁屏蔽作用，雖然如此處理會增加成本，可是這成本是必要的。

           除上述5點基本原則之外內，在線束的布置時還有如下的細節(jié)需要注意，以保證線束布置的可靠性：

（1）在線束最大的裝配公差條件下，所有布置在運動件附近的線束，應該和運動件之間保留足夠的距離，此距離由運動件的運動量來決定。

（2）在線束最大的裝配公差條件下，線束與相對靜止的部件之間需要保留最少為6mm的間隙，除非線束已經被固定在這個部件上。

（3）線束分支必須有足夠的松弛，以使線束不會與其連接的器件增加應力。其我們應在線束的3D數模上將此松弛度表現出來，以使3D狀態(tài)更加接近于實際狀態(tài)。

 （4）為了阻止接地片破壞主干上的任何線束，裝車時線束主干上的接地片到線束主干上的任何線束最小間隙應維持在25mm以上。

（5）通常情況下，距離線束接插件的120mm處需要增設固定點，目的是盡可能減少接插件內的端子所承受線束震動和重量所帶來的負擔。

（6）從發(fā)動機本體上往車身上布置的線束分支，要盡量布置在比較開闊的地方，且要留出足夠的長度余量，以防止發(fā)動機運轉過程中給線束造成磨損或拉應力損傷。

（7）線束布置時應避開燃油管路，線束上兩固定點之間的長度小于300mm。另外，拐角處需要增設固定點。

3    接地策略

        接地點的分配在汽車線束設計中尤為重要，因為它是保證信號傳遞的完整性的重要組成部分，如果接地點選擇不當，就易造成信號干擾，從而影響某些電器的正常功能實現。因此在汽車線束的設計過程中一定要根據用電設備的性質、功能的不同，對接地線和接地點作合理的分配，才能最大限度地保證汽車上各電氣設備的良好工作狀態(tài)。

         通常按照接地回路的功能來劃分的話，將電氣設備分為 2 類。一類為重要件，一類為普通件。其中重要件包括發(fā)動機控制單元（ECU）、剎車防抱死系統控制單元（ABS）及安全氣囊系統控制單元（SRS）及其它涉及整車安全的控制單元。該類電負荷不僅對于整車性能及安全至關重要，而且該類電氣設備屬敏感設備，易受其它用電設備干擾。因此，對于重要件的接地點必須單設，而不能和其它電氣設備共用接地點，以免受其它電氣件的干擾，對汽車的性能及安全性造成影響。但在有些車輛的設計中，為提高其接地可靠性，會對某些重要器件進行復式接地，如安全氣囊。這樣做的目的是如果其中一處接地失效，系統可以通過另一接地點接地，以確保系統安全工作,同時還可以降低接近阻抗。此外，EMC/RFI地也需要單獨設立接地點。如音響，目的是保證收音狀態(tài)的電磁兼容通過性。至于普通件，該類設備對于整車而言，重要性并不是很大。一般為增進司乘人員的舒適性而加設的電氣設備。因此，對于該類器件可以根據情況相互組合，共同鉚接接地。還有一點需要提醒的是：一定要保證全車接地點與蓄電池負極可靠連接。

      最后，著重談談防靜電接地。靜電對汽車安全和駕乘人員的危害也不容忽視，靜電對汽車上較精密電子及無線電設備的影響是顯而易見，有時可能會損壞這些精密電子元器件。另外，輪胎在運動過程中也產生大量的靜電，燃油箱在加油口上也會聚集大量的靜電，因此必須將靜電安全釋放出去，保證汽車的安全。其次，汽車內的駕乘人員袖口附近、衣物及座椅等處都會產生靜電，因此在底座內安裝防靜電搭鐵線以保護駕乘人員的安全。此類接地線較為簡單，常采用一根單導線或單根屏蔽線，直接將容易產生靜電并對車輛有損害和對人員舒適、安全等有影響的部件，與車架連接釋放靜電。

3      結束語

         以上是線束開發(fā)過程中的3D設計的一些基本原則，需要在實際設計中靈活運用；待在設計完畢做出樣品后，需要用一系列的測試來驗證（包括實驗室的測試和實車道路測試等），以確保設計的可靠性。