汽車(chē)線束是將汽車(chē)上各個(gè)用電設(shè)備連接起來(lái)的電線捆扎成束，它是汽車(chē)電路的主體。 隨著人們對(duì)汽車(chē)安全、 舒適、 排放等要求的提高， 汽車(chē)線束所包含的功能越來(lái)越多， 也越來(lái)越復(fù)雜。 線束是由導(dǎo)線、 插接件、 包裹膠帶、 波紋管、 卡扣、 橡膠件等構(gòu)成的。 汽車(chē)線束是汽車(chē)電氣系統(tǒng)的重要組成部分， 在汽車(chē)線束電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中， 需要同步考慮導(dǎo)線的選取。 作者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)， 將導(dǎo)線從類(lèi)型、 零件要求特性、 線號(hào)、 線色、 線徑、 輕量化、與熔斷絲的匹配7個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1導(dǎo)線類(lèi)型

導(dǎo)線類(lèi)型又稱(chēng)為導(dǎo)線線種。 在線束布置設(shè)計(jì)過(guò)程中， 工程師會(huì)根據(jù)作用不同選擇不同的導(dǎo)線類(lèi)型。 由于汽車(chē)選取12V蓄電池進(jìn)行供電， 汽車(chē)電線也稱(chēng)為低壓電線。

1)按標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi) 汽車(chē)線束根據(jù)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)標(biāo)、 日標(biāo)、 德標(biāo)、 美標(biāo)等。 德標(biāo)是德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱(chēng)， 主要包括： DIN72550、 DIN72551、 DIN76772。德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮薄，柔韌性好。由于我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的特殊性，我國(guó)各汽車(chē)公司主要參考的還是德標(biāo)。

2)按用途分類(lèi)從用途上分， 汽車(chē)導(dǎo)線可分為普通導(dǎo)線、 雙絞線和屏蔽線， 如圖1所示。

圖 1 汽車(chē)導(dǎo)線

普通導(dǎo)線應(yīng)用最廣泛， 不再贅述。 雙絞線原理是： 若外界電磁信號(hào)在2條導(dǎo)線上產(chǎn)生的干擾大小相等且相位相反， 這個(gè)干擾信號(hào)就會(huì)相互抵消。 雙絞是消除干擾最簡(jiǎn)單的一種方式， 在一些要求不是很?chē)?yán)格的情況下可以使用雙絞線， 但在重要的地方， 比如安全氣囊傳感器回路等需要用到屏蔽線。屏蔽是避免電磁干擾的最有效措施， 因?yàn)橥饨绲母蓴_電磁波在傳播過(guò)程中， 若遇到金屬材料不會(huì)穿過(guò)， 而是被迫改變方向沿著金屬行進(jìn)。 若將金屬材料包覆在所要屏蔽的設(shè)備或?qū)Ь€外邊進(jìn)行屏蔽， 并通過(guò)接地線與大地連接， 干擾電磁波會(huì)通過(guò)接地線流向大地， 被屏蔽導(dǎo)線中的信號(hào)就能被正常傳輸。屏蔽線一般要求屏蔽層一端搭鐵一端懸空。 屏蔽線分為鋁箔屏蔽線和編織網(wǎng)屏蔽線， 鋁箔屏蔽線中的黑色電線是搭鐵線， 編織網(wǎng)屏蔽線中的編織網(wǎng)是搭鐵線， 現(xiàn)在一般用的都是鋁箔屏蔽線， 因?yàn)槠渚€束加工過(guò)程操作相對(duì)簡(jiǎn)單。

雙絞線和屏蔽線從定義、 成本、 加工、 功能和運(yùn)用5個(gè)方面的異同點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。

表 1 雙絞線和屏蔽線的異同點(diǎn)對(duì)比

2特性

1)耐熱性根據(jù)線束導(dǎo)線的工作環(huán)境溫度， 選用不同耐溫等級(jí)的電線。乘客艙的電線可選用耐溫等級(jí)為90℃的導(dǎo)線； 發(fā)動(dòng)機(jī)艙線束可選擇耐溫等級(jí)為180℃的導(dǎo)線； 橫穿上述2個(gè)區(qū)域的導(dǎo)線應(yīng)選用耐溫等級(jí)同時(shí)滿足2個(gè)區(qū)域溫度要求的導(dǎo)線， 可以通過(guò)溫度場(chǎng)獲得該區(qū)域的耐溫要求， 再?gòu)母鲗?dǎo)線耐溫等級(jí)確定選用的導(dǎo)線類(lèi)型。 線束導(dǎo)線工作溫度分布見(jiàn)圖2。

圖 2 線束導(dǎo)線工作溫度分布

2)耐磨性 導(dǎo)線本身就應(yīng)該具備防止配線部位由于磨損而引起的絕緣體損壞、 漏電。 在設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)線應(yīng)盡量避免與容易發(fā)生震動(dòng)的零件接觸，以防止線束發(fā)生磨損、 斷裂。如不可避免，可采用包裹膠帶或者外加波紋管。

3)阻燃性 阻燃性是指零件在著火后將燃燒時(shí)間 （速度）、 范圍控制在一定范圍內(nèi)的規(guī)定。

4)彎折性規(guī)定設(shè)計(jì)中要求具有彎曲性的零件的反復(fù)彎曲性。 零件的彎曲程度、 允許彎曲次數(shù)、 環(huán)境溫度要根據(jù)使用情況來(lái)設(shè)定。 如車(chē)門(mén)用的膠套要求達(dá)到180°／10萬(wàn)次／-30~80℃。

3線號(hào)

線號(hào)即導(dǎo)線在線束圖紙中的編號(hào)， 它是線束圖紙中導(dǎo)線之間互相區(qū)分的一個(gè)名字特性。 線束圖紙中導(dǎo)線的編號(hào)一般與整車(chē)線路電氣原理圖中的電氣回路編號(hào)相對(duì)應(yīng)， 目前對(duì)于線束中導(dǎo)線編號(hào)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)， 以某車(chē)廠線束舉例， 其線束導(dǎo)線代號(hào)為31， YS，0.35， 600， ETC。 31是該導(dǎo)線的代號(hào)；

YS代表導(dǎo)線的顏色為黃灰色， 主色為黃色， 灰色為輔色； 0.35表示導(dǎo)線的線徑為0.35 mm2； 600表示該導(dǎo)線長(zhǎng)度為600 mm；ETC則表示該導(dǎo)線連接的是自動(dòng)空調(diào)。

圖3 插接件端面示意圖

圖3為插接件端面的正視圖， 數(shù)字1、 2表示的是插接件孔位號(hào)， BLACK表示該插接件顏色為黑色。插接件中導(dǎo)線的具體信息見(jiàn)表2。 CoyID表示的是插接件中的孔位號(hào)，Wire ID為導(dǎo)線在線束圖所有導(dǎo)線中的代號(hào)， Color為導(dǎo)線的顏色， Size為尺寸，Option為導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的功能， Terminal為插接件端導(dǎo)線所用的端子型號(hào)， Seal為導(dǎo)線所用的密封堵， 一字線表示該處不用密封。

表 2 插接件中導(dǎo)線具體信息

4線色

隨著汽車(chē)用電設(shè)備的增加， 線束中的導(dǎo)線數(shù)量也越來(lái)越多， 為了便于識(shí)別和檢測(cè)汽車(chē)電器設(shè)備， 通常將電線束中的低壓線采用不同的線色。 目前在選擇配線時(shí)一般采用兩種方式： 單色線和雙色線。

1)單色線 以單色線為基礎(chǔ)選用時(shí)，可參考表3的單色線線色。 各用電系統(tǒng)的電源線為單色。

表 3 線束導(dǎo)線線色

2）雙色線 由于整車(chē)回路越來(lái)越多，目前線束中大部分導(dǎo)線采用的是雙色線，既將上述單色組合得到雙色線。對(duì)于雙色線是有要求的，以上文中的導(dǎo)線為例， YS代表該導(dǎo)線的主色為黃色，占據(jù)導(dǎo)線的絕大部分面積，輔色為灰色，只占據(jù)導(dǎo)線的一小部分面積。

線色是線束中導(dǎo)線的最直觀要素之一，導(dǎo)線顏色選取得當(dāng)，對(duì)于工程師后期處理線束問(wèn)題起到很好的作用。 同一根線束設(shè)計(jì)中，不能出現(xiàn)相同的線色， 且在選用顏色時(shí)， 也盡量選擇具有明顯對(duì)比度、 肉眼容易分辨的顏色組合。

5線徑

線徑是指導(dǎo)線的標(biāo)稱(chēng)截面。 德標(biāo)中導(dǎo)線線徑主要有0.35、 0.5、 0.75、 1.0、 2.0等。 導(dǎo)線的線徑在線束圖紙中都有明確的定義，線束圖紙標(biāo)明線徑有兩種方式： 通過(guò)列表注明和在插接件的視圖孔位中注明，如上文所述。導(dǎo)線線徑選取是否合理，不但關(guān)系到線束的安全，還能有效降低成本。 導(dǎo)線的截面積是根據(jù)用電設(shè)備的工作電流來(lái)選擇的。 根據(jù)電器件功率的大小，計(jì)算流通導(dǎo)線的電流， 長(zhǎng)時(shí)間工作的電器設(shè)備可選擇實(shí)際載流量60%的導(dǎo)線， 短時(shí)間工作的用電設(shè)備可選用實(shí)際載流量60%~100%之間的導(dǎo)線。 由于導(dǎo)線的允許載流量隨著溫度的升高而下降， 故要根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小以及導(dǎo)線的走向、 插接件的數(shù)量 （電壓降的大?。?適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。

6導(dǎo)線的輕量化選取

1）導(dǎo)線截面積選擇時(shí)考慮輕量化線束導(dǎo)線的外層絕緣皮也在不斷進(jìn)行革新， 以使導(dǎo)線在質(zhì)量減輕的同時(shí)性能也得以提高。 在眾多的標(biāo)準(zhǔn)中， 德標(biāo) （FLRY）導(dǎo)線的絕緣皮更薄些，柔韌性好， 同樣線徑的導(dǎo)線質(zhì)量也是最輕的。 這也是眾多汽車(chē)廠商選用德標(biāo)導(dǎo)線的原因之一。

2）線束布置時(shí)考慮輕量化 整車(chē)線束布置基本可分為整體式、 功能分段式、 區(qū)域分段式這3種。從布置輕量化的角度來(lái)講， 整體式的線束設(shè)計(jì)比較有優(yōu)勢(shì)。 但是隨著汽車(chē)的尺寸增加， 整體式布置給裝配和維修帶來(lái)不便， 為此就需要考慮其它2種布置方式。 比如日系車(chē)在區(qū)域分段布置上就做得比較成熟， 車(chē)身的設(shè)計(jì)趨于模塊化， 線束的固定、 連接等也都采用了輕量化的設(shè)計(jì)思路。

線束的布置在形狀上還可分為H型布置、 h型布置和E型布置等。 每種布置對(duì)線束的輕量化也有一定的影響， 其中H型布置是較好的一種布置方式， 因?yàn)镠型的線束能最大范圍照顧到整車(chē)的用電器。

線束輕量化的發(fā)展趨勢(shì)為廣泛采用CAN總線， 簡(jiǎn)化線束接線使其更緊湊， 在減輕質(zhì)量的同時(shí)也降低了成本。

7導(dǎo)線與熔斷絲的匹配

熔斷絲是一個(gè)熱能響應(yīng)元件， 是為了保護(hù)線束而有意設(shè)計(jì)和制造成線路中最弱的一部分。 當(dāng)選定電路的熔斷絲元件后， 應(yīng)確認(rèn)與熔斷絲相連電路的導(dǎo)線規(guī)格， 選用原則為導(dǎo)線的電流-時(shí)間特性必須高于串接在其內(nèi)的熔斷絲電流-時(shí)間特性曲線。 熔斷絲在通過(guò)過(guò)載電流熔斷后， 外形要保持完好， 能正常從固定座上取下。熔斷絲按可承受電流分類(lèi)可分為mini(參數(shù)|圖片)、 midi、 Jcase、 mega等， 熔斷絲的每一個(gè)電流值都對(duì)應(yīng)一定范圍的電阻， 并由此定義其過(guò)載的特性。 熔斷絲的時(shí)間-電流特性曲線如圖4所示。

建議持續(xù)工作負(fù)載為熔斷絲額定電流的75%， 實(shí)際熔斷絲額定值的選用可參考公式

圖 4 熔斷絲時(shí)間-電流特性曲線

式中：If—— 理想的熔斷絲額定值； In—— 額定工作電流；RR—— 環(huán)境溫度修正系數(shù)。

在導(dǎo)線線路設(shè)計(jì)過(guò)程中， 第一選擇是不共用熔斷絲。 但是隨著汽車(chē)線路增加的同時(shí)， 留給線束的空間越來(lái)越小， 不共用熔斷絲需要付出成本和空間的代價(jià)。 綜合各種因素考慮， 在電路設(shè)計(jì)中整合熔斷絲是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹一些熔斷絲的整合原則。

1）安全件最好使用獨(dú)立熔斷絲。安全件既包含國(guó)標(biāo)定義的， 還有各主機(jī)廠自行定義的， 如位置燈、 示寬燈、 近光燈等。 需要為這樣的零件單獨(dú)配置熔斷絲。

2）安全件、非安全件不可共用熔斷絲。這是為了防止因非安全件回路短路導(dǎo)致熔斷絲熔斷，造成安全件不可工作的不良后果。

3）功率不大的非安全件可以共用熔斷絲。 這在設(shè)計(jì)中非常常見(jiàn)，例如將2個(gè)遠(yuǎn)光燈共用一個(gè)熔斷絲等。

4）不同時(shí)工作的負(fù)載可以共用熔斷絲。車(chē)輛上有些設(shè)備不會(huì)同時(shí)工作， 這時(shí)共用熔斷絲可以提高熔斷絲的利用率。

8總結(jié)

導(dǎo)線的類(lèi)型、 零件要求特性、 線號(hào)、 線色、 線徑、 導(dǎo)線的輕量化與熔斷絲的匹配是汽車(chē)線束導(dǎo)線選取需要重點(diǎn)考慮的7個(gè)方面。 工程師需掌握這7個(gè)方面的相關(guān)知識(shí)， 才能夠設(shè)計(jì)出高品質(zhì)、 低成本的線束， 并對(duì)線束做出一定的改進(jìn)。