一、 汽車線束概述
電線束在整車中的作用是將電器系統(tǒng)的電源信號和數(shù)據(jù)信號進行傳遞和交換，實現(xiàn)電器系統(tǒng)的功能和要求。
線束設(shè)計是整車電氣設(shè)計的核心。線束正確設(shè)計是整車用電設(shè)備正常工作的前提。人們常常把線束比喻為汽車的神經(jīng)系統(tǒng)。
二、 汽車線束設(shè)計流程
三、 整車用電負荷計算
1、工作時間系數(shù)
用電設(shè)備分類根據(jù)汽車行駛中用電設(shè)備的工作時間長短，將用電設(shè)備分為 3 種情況：連續(xù)工作制、短時工作制和隨機使用的設(shè)備。
連續(xù)工作制設(shè)備連續(xù)工作制設(shè)備指汽車在行駛中連續(xù)不間斷用電的設(shè)備，包括：發(fā)動機點火系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、散熱器電風(fēng)扇、組合儀表和蓄電池充電等。
短時工作制設(shè)備短時工作制設(shè)備指汽車行駛中常使用的用電設(shè)備，包括：大燈、夜間燈、轉(zhuǎn)向燈、霧燈、倒車燈、制動燈、牌照燈、喇叭和雨刮器等。
隨機使用的設(shè)備隨機使用的設(shè)備指汽車行駛中使用時間不確定而隨機使用的用電設(shè)備，包括：車內(nèi)燈、電動門窗、電動洗滌、空調(diào)壓縮機、鼓風(fēng)機、 ABS 控制、點煙器、音響系統(tǒng)、天窗、電動外后視鏡和其它用電設(shè)備。
2、工況使用系數(shù)
汽車上配置的用電設(shè)備在不同場合、氣候條件下使用，一般不會在同一時間全部都投入工作，而許多用電設(shè)備的工作及工作時間長短，取決于季節(jié)和環(huán)境的變化。
對汽車在行駛中的幾種較為典型的用電情況進行分析，大致可分為 8 種：平常日間、平常夜間、冬季日間、冬季夜間、冬季雪夜、夏季日間、夏季夜間和夏季雨夜。
3、使用頻度系數(shù)
電氣系統(tǒng)負荷與用電設(shè)備的使用和工作狀態(tài)相關(guān)，用電設(shè)備工作狀態(tài)決定于季節(jié)、環(huán)境、交通狀態(tài)和個人使用愛好，復(fù)雜的使用條件使電氣系統(tǒng)負荷的計算變得困難。為了分析計算方便，引入用電設(shè)備使用頻度系數(shù)概念來計算整車的用電量。
汽車用電設(shè)備在不同的季節(jié)和環(huán)境，有著不同的使用頻度系數(shù)，本文采用μs 、μo 和 μw 分別表示用電設(shè)備與夏季、季節(jié)氣候無關(guān)及冬季 3 種情況下的使用頻度系數(shù)。
該 3 種情況包括的用電設(shè)備如下：
μs （與夏季相關(guān)）：散熱器電風(fēng)扇、雨刮器、空調(diào)壓縮機和鼓風(fēng)機；
μo （與季節(jié)氣候無關(guān)）：連續(xù)工作制設(shè)備、短時工作制設(shè)備（除雨刮器以外）和隨機使用的設(shè)備（除空調(diào)壓縮機和鼓風(fēng)機以外） ；
μw （與冬季相關(guān)）：散熱器風(fēng)扇、雨刮器和鼓風(fēng)機。
例：整車空調(diào)系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)的控制關(guān)系：
從此控制邏輯原理圖上可以了解到空調(diào)系統(tǒng)與電噴控制系統(tǒng)之間的控制邏輯關(guān)系：ECM控制單元接收到空調(diào)系統(tǒng)的輸入信號后在A2及C1引腳輸出地電位信號來控制空調(diào)壓縮機和冷卻風(fēng)扇的工作。
在此系統(tǒng)中需要確認的參數(shù)是：空調(diào)控制器的C6、C12引腳輸出的信號類型（模擬信號、數(shù)字信號（包括開關(guān)信號）、脈沖信號）及信號的具體參數(shù)，如數(shù)字信號是0V、5V還是12V，同時確認EMS的C7/B8/C1/A2引腳輸出信號的類型及具體的參數(shù)。
四、 線束原理設(shè)計
1、將車上所有用電設(shè)備通過導(dǎo)線，保險絲，繼電器，開關(guān)以及控制裝置，正確地與汽車電源連接起來，并確保每個電器設(shè)備都能正常工作的一種連線方法的設(shè)計。
2、 原理設(shè)計的實質(zhì)就是合理配電的設(shè)計，是將汽車蓄電池或發(fā)電機的電能以怎樣的供電方式分配給用電設(shè)備的設(shè)計。
電源分配：
常 電——蓄電池直接提供的電
受控電——滿足一定條件才可能導(dǎo)通的電
點火開關(guān)控制
專用開關(guān)控制
繼電器控制
控制器控制
例：確定點火開關(guān)分電（LOCK、ACC、IG1、IG2、ST）：
BAT：室內(nèi)延時燈、防盜系統(tǒng)、行李箱燈、喇叭、小燈（位置燈）、診斷系統(tǒng)、備用電源、制動燈、各控制器的記憶電源、警報燈及各種電器系統(tǒng)的工作電源等。
ACC：電調(diào)座椅、音響系統(tǒng)、雨刮噴水系統(tǒng)、點煙器、座椅加熱、電動天窗等。
IG1：后視鏡調(diào)節(jié)、組合儀表、安全氣囊、定速巡航系統(tǒng)、倒車成像、大燈及各控制系統(tǒng)（ECU、ABS、TCS、BCM、輪胎壓力、電動轉(zhuǎn)向等）的控制電源。
IG2：電加熱除霜、空調(diào)鼓風(fēng)機。
規(guī)定在啟動瞬間卸掉掛在ACC、IG2檔的負荷：即：、電調(diào)座椅、音響系統(tǒng)、雨刮噴水系統(tǒng)、點煙器、座椅加熱、空調(diào)鼓風(fēng)機，天窗、電加熱除霜、電動窗。
1、專用開關(guān)控制：
地控優(yōu)于火控：一般情況下，開關(guān)控地不控火。
2、繼電器控制：小電流控制大電流
案例：燈光開關(guān)通過繼電器控制車燈。
3、時序控制
案例：
A：電噴系統(tǒng)中，主繼電器通電后，油泵繼電器才有電。
B：空調(diào)壓縮機工作同時，冷凝器風(fēng)扇必須工作。
按各類控制器接線原理供電：
弄清控制器各插腳定義
弄清所需電源及信號類型
嚴格遵守供應(yīng)商提供的原理圖接線
注意：
控制器的邏輯功能是我們同供應(yīng)商共同開發(fā)的，線束設(shè)計的過程同時也是檢驗控制器邏輯功能的過程。
五、 保險絲、繼電器、導(dǎo)線及接插件規(guī)格
繼電器規(guī)格選取
根據(jù)電氣控制原理確定觸點型式：
觸點常開型
觸點常閉型
雙觸點轉(zhuǎn)換型
根據(jù)電氣負載確定繼電器電氣參數(shù)
線圈參數(shù)：額定電壓、吸合電壓、釋放電壓、線圈電阻。
例：額定電壓12V通用繼電器線圈參數(shù)
工作電壓范圍9~15V
動作電壓（吸合電壓）≤7.0V
釋放電壓（斷開電壓）2.5V~4.8V
觸點參數(shù)：
電壽命的選擇：根據(jù)繼電器負載使用頻度合理確定。
例：
常動作的繼電器（如閃光繼電器）－電壽命≥5×105次
一般的繼電器電壽命≥2×105次
電流負載的選擇：
根據(jù)用電設(shè)備的額定電流選用相應(yīng)額定電流的繼電器，繼電器的額定電流取決于觸點的負載性能，繼電器額定電流的70%不應(yīng)該小于負載的平時工作電流。
溫度范圍：根據(jù)負載繼電器裝配的位置來確定選用繼電器的耐溫參數(shù)。
例：裝配在室內(nèi)，耐溫范圍：-40℃～+85℃；
例：裝配在前艙，耐溫范圍：-40℃～+125℃。
對沒有特殊要求的繼電器（喇叭、除霜器、霧燈等）一般優(yōu)先選用汽車普通繼電器（成本底）。
瞬態(tài)抑制型繼電器：
例：容易產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)的電機電路。
對于有LED照明的驅(qū)動電路、電子元件控制電路。
二極管比電阻能更好的消除自感電勢，電阻并聯(lián)在繼電器線圈上還消耗功率。但是車上用的繼電器大多是采用并聯(lián)電阻的方式消除自感電壓。
采用二極管的繼電器控制繞組有方向性不能接反，一旦接反就會造成控制端短路，對于設(shè)計使用維修都不方便。
成本因素：
并聯(lián)電阻值確定：
繼電器開發(fā)商可根據(jù)我們在汽車上使用要求做臺架試驗來確定繼電器內(nèi)電阻并聯(lián)的阻值。只有并聯(lián)合理的電阻值可使抑制干擾的效果達到最佳。
由于線圈參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同：
日本產(chǎn)繼電器并聯(lián)電阻常常用1.0-1.3千歐
美國產(chǎn)繼電器并聯(lián)電阻常常用300-500歐姆
德國產(chǎn)繼電器并聯(lián)電阻常常用560-680歐姆
例：某AT車型設(shè)計起初換檔裝置的一個繼電器是普通型的國產(chǎn)繼電器，由于繼電器動作時反向電壓過高，造成組合儀表檔位指示燈常常被燒壞，后來在繼電器線圈回路中并聯(lián)一個二級管故障得到徹底排除。
慢熔、快熔保險絲的選擇:
主要考慮負載抑制峰值電流的時間決定。
① 某負載系統(tǒng)瞬間峰值電流的時間很短，也就是說此負載本身抑制峰值電流的時間很短，就可以選擇快熔保險絲。
如：燈具、點煙器、儀表等一般小電流回路或一般阻式回路。
② 此負載產(chǎn)生瞬間峰值電流的時間很比較長，也就是說此負載本身抑制峰值電流的時間比較長，就可以選擇慢熔保險絲。
如：ABS等電機電路或大電流電路。
負載特性系數(shù)（以工作時間系數(shù)在于10S為區(qū)分界限） ：
連續(xù)負載系數(shù)0.8；間斷負載系數(shù)1.1
峰值電流時間系數(shù)：
峰值電流的時間＜0.3秒的為1.0、如時間＞0.3秒的為0.7
負載裝配區(qū)域系數(shù)：
布置在駕駛室內(nèi)為1.0、布置在發(fā)動機機艙系數(shù)為0.9
保險絲裝配區(qū)域系數(shù)：
保險絲特性：
1. 溫度特性
2. 熔斷特性
保險絲單獨連接為1.0、安裝在保險絲盒系數(shù)為0.9
計算實例：
某車喇叭峰值電流時間為0.4s，喇叭裝配在發(fā)動機艙；保險絲裝配在保險絲盒，其工作電流是8A，
則：FUSE的容量≥8A÷[1.1×0.7×0.9×0.9]=13A,
根據(jù)保險絲的實際規(guī)格可以選擇15A的保險絲來保護線路。
導(dǎo)線的選擇一般按照日標(biāo)選用，根據(jù)車身使用位置的不同，導(dǎo)線型號選擇也不同：對于前艙內(nèi)使用的導(dǎo)線應(yīng)該是耐高溫、耐油、耐震動、耐摩擦性能更好的；對于室內(nèi)則耐溫的要求可以相對低一些；對于門內(nèi)線束對耐彎曲性能要求需要高一些。
導(dǎo)線顏色選配規(guī)則
導(dǎo)線符合國家顏色標(biāo)準(zhǔn)
線色唯一性：在附近插座中無相同顏色；若線色唯一有難度，線徑區(qū)分大的可用同色。
局限性：即同一系統(tǒng)最好導(dǎo)線基色相同，輔色不同，采用雙色線（基色占三分之二，輔色占三分之一）。
單色黑線定義為搭鐵線，單色紅色定義為電源線。
接插件選取的主要因素：
插件內(nèi)部導(dǎo)線布置原則：
1）孔位有預(yù)留
2）同功能端子：插腳位置相近
3）排列順序：先外后內(nèi)
4）預(yù)留孔要分散：有利于散熱
5）插腳的原則：大小電流間隔開。
六、線束結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
1、保險回路原則
一個熔斷器可以保護一個回路，也可以保護多個回路。但多回路保險共用一定要注意以下原則：
2、電源分配近路原則
在電源的設(shè)計和分配中，必須遵循近路原則原則，要求在線束設(shè)計的過程中，電路的距離盡可能的短，并且盡量不出現(xiàn)繞路的情況。
3、分離原則與節(jié)點分線
對于電源波動要求高的負載（如空氣流量計，電子節(jié)氣門等），應(yīng)采用分離原則進行連接，可有效降低各用電器之間電源波動。
對于電源波動要求低的負載（如燈具、點煙器等），可采用節(jié)點分線進行連接，可有效降低線阻、成本及重量。
4、合理共地注意要點
同電源線連接一樣，地線連接同樣存在分離原則及節(jié)點分線。
對于控制單元、儀表、弱信號傳感器等易受波動影響負載，應(yīng)采用分離原則進行連接，可有效降低各用電器之間電源波動。
對于電源波動要求低的負載（如燈具、點煙器等），可采用節(jié)點分線進行連接，可有效降低線阻、成本及重量。
地線分離原則的補充說明
電子地和功率地必須采用分離原則。
模擬地和數(shù)字地必須采用分離原則。
因為他們對地線的沖擊是不同的，導(dǎo)致信號間的相互干擾，從而影響一些較敏感的電子電器元件正常工作。
同一電子系統(tǒng)而言，其控制器、傳感器的地線而不能分開太遠。
如果兩者距離過遠，那么兩者間的電位差就越大，那么對同一控制器而言，地電位就存在比較大的差異，這個也會影響用電器的工作。
例如：組合儀表與燃油傳感器。
5、屏蔽線與雙絞線
對于某些弱的信號或者易受干擾的信號，如曲軸位置傳感器、爆震傳感器等，就需要選擇雙絞線或者屏蔽導(dǎo)線。這兩種導(dǎo)線都可以有效地避免信號的干擾，保證信號傳輸?shù)募皶r正確，
屏蔽線連接注意要點：
屏蔽層接地必須連接在控制單元的參考地上。
車身地是不干凈的地，如果將屏蔽線的地接在車身，那么就會降低甚至破環(huán)屏蔽的效果。
雙絞線注意要點：
不同的信號對絞轉(zhuǎn)的數(shù)量有著不同的要求。
如摩托羅接電噴系統(tǒng)爆震傳感器要求一米必須大于33個絞轉(zhuǎn)。
由于屏蔽線要比雙絞線貴得多，從成本考慮：在保證滿足要求的前提下，優(yōu)先采用雙絞線。
6、導(dǎo)線尺寸設(shè)計要點
干線尺寸：寧短不長，以減少導(dǎo)線電阻。
支線尺寸：寧長不短，考慮可裝配性。
抽頭尺寸：干線負公差+支線正偏差。
例：線束干線公稱長度為180mm，支線公稱長度為90mm，則抽頭尺寸為：-10+20＝10mm。
粵公網(wǎng)安備 44031102000616號
