汽車線束是汽車的神經(jīng)和血管,線束工程師總忙于各種雜事雜活中,以至于沒(méi)有時(shí)間思考,總結(jié),覺(jué)得會(huì)很迷茫。本文詳細(xì)的介紹了線束的作用及未來(lái)的發(fā)展,給大家提供一點(diǎn)思路。
一款家用車型,大約由2-3萬(wàn)個(gè)獨(dú)立且不可再拆解的零部件組成。
這些數(shù)量龐大的零部件構(gòu)成了駕乘空間、動(dòng)力輸出、安全裝備、操控輔助、多媒體娛樂(lè)和智能互聯(lián)。這些系統(tǒng)匯聚在一起,形成了每一款車獨(dú)有的個(gè)性和特點(diǎn)。
那么,在海量的零件中,哪一個(gè)零件是最沒(méi)存在感,以至于常常被忽略的?
這個(gè)零件存在于每一輛車中,縱貫整車,和車身內(nèi)飾比鄰而居,和電器件如影隨形。
它可被拆分成超過(guò)5000個(gè)獨(dú)立零件,拆解后的長(zhǎng)度可達(dá)5-6km,平均重量超過(guò)50kg,總價(jià)占整車成本的3%。
從數(shù)據(jù)上看,這儼然是個(gè)令人無(wú)法忽視的龐然大物。而事實(shí)上,它隱藏在車身鈑金和內(nèi)飾的狹小空間中,即使偶爾露出冰山一角,也幾乎從未得到廣大車圈愛(ài)好者和車評(píng)公眾號(hào)的重點(diǎn)關(guān)注和深入分析。
相較于其他以新、奇、美為設(shè)計(jì)理念的車用零件,屬于這個(gè)零件的繁多的設(shè)計(jì)語(yǔ)言中,就有一條特立獨(dú)行的要求,就是隱。
說(shuō)話至此,不知有多少讀者朋友能夠解謎成功?
這個(gè)低調(diào)沉默的“小眾”零件,它的名字有點(diǎn)簡(jiǎn)單,也有點(diǎn)土。
它叫線束。
它為整車所有用電器提供穩(wěn)定的電源、信號(hào)和數(shù)據(jù),是車輛的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”和“動(dòng)脈血管”。

看不見(jiàn)、摸不著、純硬件、體量大——這些線束與生俱來(lái)的基因,使其在過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間里,成為了車輛設(shè)計(jì)的薄弱點(diǎn)和降本的重災(zāi)區(qū)。
來(lái)看一組新聞。
2019年6月,造車新勢(shì)力蔚來(lái)發(fā)布聲明稱,今年發(fā)生的多起ES8自燃事故,根本原因在于電池包內(nèi)電壓采樣線束走向不當(dāng),被電池模組上蓋板擠壓,絕緣表皮破損,造成短路,引發(fā)安全事故。
2018年3月,一汽大眾向國(guó)家質(zhì)檢總局備案召回計(jì)劃,計(jì)劃召回寶來(lái)和蔚領(lǐng)共計(jì)43萬(wàn)輛汽車。其召回聲明稱,儀表板線束在儀表臺(tái)內(nèi)部發(fā)生干涉,造成線束磨損,導(dǎo)致車輛可能出現(xiàn)熄火、無(wú)法啟動(dòng)等現(xiàn)象,存在安全隱患。
2018年1月,吉利博瑞的4萬(wàn)多輛車同樣因?yàn)榫€束問(wèn)題被要求召回。主因是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向線束內(nèi)部可能腐蝕,在極端情況下可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力失效的問(wèn)題,同樣存在安全隱患。
失效、失速、熄火、自燃,這些涉及車輛安全和人員安全的事故和大批量的召回事件,不斷觸動(dòng)消費(fèi)者敏感的神經(jīng)。讓大眾不經(jīng)發(fā)問(wèn),如此嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為什么沒(méi)有在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證階段被發(fā)現(xiàn)?
若就單個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析,原因無(wú)外乎是線束零件在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)論證、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)出現(xiàn)了重大疏漏。
可若以宏觀角度去看,就會(huì)發(fā)現(xiàn),線束不可被目視,難以被接觸的特性,才是了它問(wèn)題頻出的根源。
現(xiàn)如今,不論是傳統(tǒng)車企,或是造車新勢(shì)力,無(wú)一不是在集洪荒之力打造一個(gè)由電子電氣件組成的瑰麗世界,唯恐自己在車輛智能化網(wǎng)聯(lián)化的賽道上落人下風(fēng)。而對(duì)于這個(gè)電子世界的基石——線束,卻往往不屑一顧。甚至簡(jiǎn)單粗暴地認(rèn)為,一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)在消費(fèi)者眼皮子底下,不會(huì)被消費(fèi)者直接使用到的零件,并不值得耗費(fèi)大量時(shí)間和精力去精益求精。
如果讀者朋友們覺(jué)得上述事例是危言聳聽(tīng),能遇上的概率很小,遇上了也只能嘆一句“命也”。那下面這些真相里或許會(huì)令人熟悉的味道。
RVC后視攝像頭的畫(huà)面總是有干擾?
那可能是因?yàn)镽VC電源線和視頻線布置不在一側(cè),節(jié)省了電源線的長(zhǎng)度,受到了各類PWM信號(hào)的影響。
收音機(jī)總是有雜音,怎么調(diào)頻都沒(méi)用?
那可能是因?yàn)槭找魴C(jī)和其他大電流用電器接地在了同一處,節(jié)省了接地點(diǎn)物料,增加了噪音干擾。
只是給愛(ài)車增加了行車記錄儀或通風(fēng)座椅,點(diǎn)煙器的12V電源就燒了保險(xiǎn)絲?
那可能是因?yàn)樵陔娫捶峙鋾r(shí),掐著電器件的額定工作電流給配的保險(xiǎn)絲和導(dǎo)線,并未考慮可預(yù)見(jiàn)的用戶濫用的情況。
行車途中總會(huì)聽(tīng)見(jiàn)車廂里傳來(lái)輕微的碰撞聲,又遍尋不著出處,懷疑自己幻聽(tīng)?
那可能是因?yàn)樗拈T線束或是車頂線束減少了固定件,時(shí)間一久就脫落開(kāi),來(lái)回撞擊車身和內(nèi)飾,發(fā)出的聲響。
后排的USB只能充電,無(wú)法和車載導(dǎo)航之間傳輸數(shù)據(jù)、投射APP?
那可能是為了節(jié)省一段價(jià)值超過(guò)20元的數(shù)據(jù)傳輸線,索性只提供充電功能。
查看Model 3、BMW i3和Chevy Bolt的整車線束價(jià)格,就能明白為什么車企和零件制造商們會(huì)絞盡腦汁地在消費(fèi)者們看不見(jiàn)的線束零件上使勁薅羊毛了。

總之,那些以降本為目的手段,五花八門、百花齊放,相信總有一款能讓車主們對(duì)號(hào)入座。
可是,不間斷的召回事件和汽車評(píng)論網(wǎng)站上的吐嘈聲,已經(jīng)證明了,如果車企和制造商只是一心追逐行業(yè)熱點(diǎn)和風(fēng)口,在設(shè)計(jì)上對(duì)基礎(chǔ)零件抱著得過(guò)且過(guò)的敷衍態(tài)度,在成本控制方面推行不合理的降本措施,那么不論在風(fēng)口飛翔的是不是豬,最終都只會(huì)自折羽翼,遭到消費(fèi)者的拋棄。
如同下水道是一個(gè)城市的良心。沉默地蜷縮在車內(nèi)的線束,在很大程度上代表著一個(gè)車企的誠(chéng)意和良心。
對(duì)線束而言,花哨和張揚(yáng),并不是它的特長(zhǎng)。最正確的打開(kāi)方式,就是讓它維持好“磐石”的設(shè)定,完善其“提供支持和鏈接”的基礎(chǔ)功能。并隨著行業(yè)技術(shù)的革新浪潮,順勢(shì)而為,朝著輕量化&小型化、集成化&標(biāo)準(zhǔn)化、通信高速化的三大方向上尋找突破口。
不論是傳統(tǒng)車企,或是造車新勢(shì)力,在面對(duì)愈發(fā)嚴(yán)苛的排放法規(guī)和油耗標(biāo)準(zhǔn),以及消費(fèi)者所追求的更快更壕更智能,這兩個(gè)幾乎背道而馳的要求時(shí),都需要使出渾身解數(shù),才能在夾縫中求生存。
減重,不僅能夠提升車輛的能量使用率,還會(huì)增大推重比,使動(dòng)力更猛,制動(dòng)距離更短,操控性更強(qiáng),也更安全。在滿足法規(guī)要求的同時(shí),又完全戳中了消費(fèi)者“購(gòu)買萌點(diǎn)“,自然成了夾縫中的救命稻草。
實(shí)驗(yàn)證明,在耗油節(jié)能方面,燃油車的重量每下降10%,油耗即可下降6-8%。車輛重量減少100kg,其百公里油耗即可降低0.3-0.6L。
燃油車的減重勢(shì)在必行,新能源也無(wú)法逃離魔咒,只作壁上觀。
雖然沒(méi)了內(nèi)燃機(jī)和變速箱,但取而代之的三電動(dòng)力系統(tǒng)、配套充電系統(tǒng)(包括全套高壓線束),都是壓在新能源車身上的沉重枷鎖。
每減重100Kg即可將續(xù)航里程提高10%-11%。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)深陷里程焦慮且遲遲無(wú)法突破瓶頸的新能源車企來(lái)說(shuō),可謂是久旱逢甘霖。如何通過(guò)減重來(lái)擺脫帶著銬鏈奔跑的現(xiàn)狀,就變得極為重要且迫切了。

線束零件覆蓋整車的使用范圍以及對(duì)金屬銅的大量使用,使其在重量上,僅次于車身、底盤和動(dòng)力總成。
提供幾組整車線束的重量數(shù)據(jù),某合資品牌C級(jí)車的整車線束重量為77.7Kg,某豪華品牌D級(jí)車的整車線束重量為80Kg。而某款BEV車型和特斯拉Model 3的對(duì)比數(shù)據(jù),則分別為40Kg和20Kg。
換句話說(shuō),若將來(lái)BEV車型的線束重量都能夠下降到20Kg甚至更低,則可額外貢獻(xiàn)至少2個(gè)點(diǎn)的里程。
對(duì)于線束零件的輕量化小型化趨勢(shì),一言蔽之,即在最合適的地方,用最輕薄的材料,做出最小型的設(shè)計(jì)。
最輕的材料。
鋁和鎂作為公認(rèn)的輕量化材料,已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在多種結(jié)構(gòu)件和沖壓件上,并非新鮮事物。
這種材料的革新同樣適用于線束。雖然純鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電性不如銅,但在重量方面具有碾壓性優(yōu)勢(shì)。
而重量更輕、線徑更細(xì)、拉伸和彎曲性能更好的銅鎂合金導(dǎo)線,則可以使用在對(duì)布置要求特別嚴(yán)苛的活動(dòng)區(qū)域,諸如需要反復(fù)開(kāi)關(guān)的四門和行李箱門等區(qū)域,為可預(yù)見(jiàn)的用戶濫用做出合理設(shè)計(jì)。
最薄的材料。
與現(xiàn)有的導(dǎo)線相比,超薄壁導(dǎo)線具有相同的載流能力,但在尺寸和重量方面,卻能夠下降11%和7%之多??梢栽跇O為狹窄的空間中順暢通過(guò),從而為消費(fèi)者省出更多的車內(nèi)空間。
最小型的設(shè)計(jì)。
和家用電器只需一個(gè)用于供電的兩眼或三眼的插頭不同的是,車載用電器還需要進(jìn)行多路的信號(hào)傳輸和交互,插頭往往體積大,數(shù)量多。以奔馳E-Class為例,整車的電器件插頭就高達(dá)208個(gè),僅插頭的重量就達(dá)1.35kg,其價(jià)格占線束總價(jià)的15%之多。而在實(shí)現(xiàn)相同功能的前提下,設(shè)計(jì)新的緊湊型插頭,可帶來(lái)至少減重20%的效果。
綜上,相較于造價(jià)昂貴、工藝繁復(fù)的鋁制或碳纖維車身部件,通過(guò)降低線束零件的重量,來(lái)達(dá)到改善能量使用率的目的,則是性價(jià)比極高的做法。
作為復(fù)雜程度位列前茅的零件,除了從材料和設(shè)計(jì)層面對(duì)線束進(jìn)行大刀闊斧的革新外,車企還應(yīng)考慮如何通過(guò)降低線束零件的復(fù)雜度,擴(kuò)大單一零件的需求量,來(lái)提高商務(wù)議價(jià)能力,降低單件成本。
言而簡(jiǎn)之,就是“拼多多“的團(tuán)購(gòu)思維——統(tǒng)一貨號(hào),擴(kuò)大需求,降低單價(jià)。
線束零件的組合數(shù)量和復(fù)雜程度,歸根到底,是由消費(fèi)者手上那張車輛配置表上有多少可選項(xiàng)來(lái)決定。
車企大肆宣傳的“客戶定制”,其本質(zhì)是由各類零部件,尤其是電器件相互交叉、搭配組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
這就好像女生們新入了一件上衣,就會(huì)需要裙子、鞋子、包包來(lái)搭。這些“套裝“還會(huì)按照?qǐng)龊系牟煌?,衍生出很多微小的差異?/p>
這個(gè)例子可能不那么恰當(dāng),但想表達(dá)的語(yǔ)義是相同的。對(duì)于車輛用電器而言,每產(chǎn)生一種新的組合關(guān)系,也同樣需要線束提供支持和匹配,滿足其通信和供電等多種需求。
這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的固定搭配不僅非常低效,還直接導(dǎo)致線束的BOM愈發(fā)臃腫復(fù)雜,組合數(shù)量爆炸式增長(zhǎng)。而車輛的空間和衣柜一樣,總有再也塞不下的一天。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō),造成組合數(shù)量無(wú)法控制的“罪魁禍?zhǔn)住霸谟?,現(xiàn)有車載控制器的軟件在硬件中的嵌套程度太深,軟件和硬件相互捆綁。若要多實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能,就必須新增對(duì)應(yīng)的電器件,而線束的組合數(shù)量也將被迫呈幾何級(jí)增加的態(tài)勢(shì)。

以一款大家耳熟能詳?shù)腃級(jí)車為例,全系可實(shí)現(xiàn)的選裝組合數(shù)量高達(dá)164種,需使用到的零件共計(jì)12個(gè)大類,6600多件。且不論為了厘清組合關(guān)系而付出的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本,單單考慮隨之而來(lái)的倉(cāng)儲(chǔ)、制造、檢驗(yàn)、安裝等環(huán)節(jié),費(fèi)用就高昂的令人咋舌。
為了拯救有限的空間和有限的錢包,時(shí)尚圈開(kāi)始推崇干凈清爽的“百搭款”。
同樣的道理也適用于車企。這種在已有電子電氣架構(gòu)上,通過(guò)單純?cè)黾佑布?lái)實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展的傳統(tǒng)手段,已被來(lái)勢(shì)洶洶的造車新勢(shì)力給顛覆了。
特斯拉便是個(gè)中高手。
其最核心的設(shè)計(jì)原則是將軟件徹底從硬件上剝離開(kāi),將軟硬件之間的交互形式標(biāo)準(zhǔn)化,由多個(gè)中央控制器在標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)上運(yùn)行,在量產(chǎn)車上直接預(yù)置統(tǒng)一的硬件,再通過(guò)OTA來(lái)為硬件賦予實(shí)際功能,升級(jí)系統(tǒng)、擴(kuò)展功能、優(yōu)化體驗(yàn)等。
線束作為對(duì)軟件0訴求,以鏈接整車所有用電器為目標(biāo)的純物理層零件,在“軟硬件剝離”的趨勢(shì)下,完全可以嘗試直接以覆蓋最大范圍電器件為設(shè)計(jì)導(dǎo)向,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì),從160+個(gè)組合關(guān)系的泥沼中掙脫出來(lái),將組合數(shù)量大幅減少至十幾甚至是個(gè)位數(shù),進(jìn)行批量重復(fù)地生產(chǎn)。
成為“百搭基礎(chǔ)款”的線束零件,不僅可以為自動(dòng)化生產(chǎn)提供便利條件,還會(huì)給車企帶來(lái)諸如技術(shù)變更頻率降低、倉(cāng)儲(chǔ)成本減少、物流控制便捷等一系列的隱性好處,而最終這些變化會(huì)轉(zhuǎn)換為真金白銀,回饋給這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下的從業(yè)者。
輕量化小型化,模塊化標(biāo)準(zhǔn)化,這些“節(jié)流”措施雖然可以讓車企在凜冽的寒冬中活下來(lái),但若想在百舸爭(zhēng)流中占有一席之地,那就必須在以V2X、ADAS、自動(dòng)駕駛為目標(biāo)的賽道上發(fā)足狂奔。

以AUDI A8L為例,整車配備了12個(gè)超聲波傳感器、4個(gè)360度全景攝像頭、1款前置攝像頭、4個(gè)中程雷達(dá)、1個(gè)遠(yuǎn)程雷達(dá)、1個(gè)紅外攝像頭和激光雷達(dá)。
可以說(shuō),這些傳感器和攝像頭已經(jīng)將車輛武裝到了牙齒。
這些數(shù)據(jù)采集器在對(duì)車輛內(nèi)外部環(huán)境進(jìn)行全方位感知后,需要通過(guò)車輛的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”——線束,將收集到的數(shù)據(jù)和信號(hào)傳遞給中央計(jì)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,然后向執(zhí)行器下達(dá)指令,做出高精度的反饋和實(shí)時(shí)操作,才能最終實(shí)現(xiàn)ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))甚至是自動(dòng)駕駛功能。
將攝像頭和人的雙眼做簡(jiǎn)單的類比,就能快速理解其運(yùn)行模式。
被布置在車身周邊的攝像頭,在車輛行駛過(guò)程中,不斷“看見(jiàn)“周圍的物體。然后通過(guò)“視神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”將”偏離既定路線”的信息傳遞給車輛的“大腦”ECU?!按竽X”經(jīng)過(guò)判斷后,再次通過(guò)“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”向“身體”下達(dá)“糾正行徑路線”的指令,車輛隨即啟動(dòng)“車道偏移修正”的功能。
在整個(gè)過(guò)程中,目之所及是否能看清,雙眼是否近視,是對(duì)攝像頭誤碼率和分辨率的要求。而視覺(jué)神經(jīng)上是否有阻塞,對(duì)應(yīng)的則是數(shù)據(jù)傳輸速率的高低。
過(guò)往能夠滿足車內(nèi)較低帶寬要求的LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò))和CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò)),在高傳輸速率、低誤碼率、高分辨率的要求面前,如同用來(lái)電話線撥號(hào)上網(wǎng)下載高清電影一樣,顯然已經(jīng)難以為繼了。
作為整車“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“的線束急需全新的載體來(lái)滿足全新的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及架構(gòu)。
CAN FD(1M~5Mbit/s)、FlexRay(10Mbit/s)、百兆以太網(wǎng)(100Mbit/s)、千兆以太網(wǎng)(1000Mbit/s)和HSD(6000Mbit/s)組成了全新的線束通信網(wǎng)絡(luò)。

其中車載以太網(wǎng)更是以“肱股之臣”的姿態(tài),作為全新的整車EEA(電子電氣架構(gòu))中的一員,為車輛的智能化和網(wǎng)聯(lián)化保駕護(hù)航。
車載以太網(wǎng)看上去和普通絞線沒(méi)什么區(qū)別,內(nèi)里卻是個(gè)深藏不露的集大成者。
它可有效滿足車輛的EMC(電磁兼容)高要求,保證不會(huì)出現(xiàn)諸如“花屏或黑屏”的情況,保護(hù)車輛電子器件在電磁環(huán)境中能正常工作且不會(huì)對(duì)環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾。
如同一根電話線就能夠給固定電話傳輸信號(hào)和提供電源一樣,以太網(wǎng)還可實(shí)現(xiàn)PoDL,即供電和傳輸信號(hào)二合一。直接將所需回路數(shù)量減半。
而和慣常的線束插頭相比,以太網(wǎng)對(duì)配的插頭,體型要更小更緊湊。
縱觀全局,車載以太網(wǎng)幾乎將線束輕量化、小型化和標(biāo)準(zhǔn)化的“新潮流”一網(wǎng)打盡,可謂表現(xiàn)優(yōu)異。
哪個(gè)零件是車輛的肱骨棟梁?哪個(gè)零件是車輛沉默的基石?其實(shí)并不能得出一個(gè)能夠得到大家公認(rèn)的答案來(lái)。
線束接插件小型化需要電器件板端的匹配,導(dǎo)線鋁制化需要車身固定的配合,降低變種數(shù)量需要匹配控制器的去軟件化變更,高頻導(dǎo)線的應(yīng)用則是來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的要求。
獨(dú)木不成林,一個(gè)零件的孤軍奮戰(zhàn),猶如泥牛入海,毫無(wú)波瀾。
任何零件的任何發(fā)展,都需要其他零件的支援和幫助。
放眼當(dāng)下,一邊是產(chǎn)銷連續(xù)13個(gè)月下滑且頹勢(shì)不減的冰冷現(xiàn)實(shí);一邊則是智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化的技術(shù)革新,正在如火如荼、轟轟烈烈地展開(kāi)。
在這冰火兩重天的至暗時(shí)刻下,不管是造車新勢(shì)力的創(chuàng)業(yè)者還是傳統(tǒng)車企的守業(yè)者都應(yīng)該清楚意識(shí)到,萬(wàn)千零件沒(méi)有主次,技術(shù)革新沒(méi)有止境,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)沒(méi)有速勝。
只有當(dāng)上萬(wàn)個(gè)零件都各司其職、各自朝著正確的方向發(fā)展,聚沙成塔、集腋成裘,才能帶來(lái)令消費(fèi)者初眼驚艷、再看信服的產(chǎn)品。
跬步至千里,小流成江海。
以此共勉。
來(lái)源于建約車評(píng) ,作者單黎婷