1  概述

    汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒(méi)有線束也就不存在汽車電路。隨著人們對(duì)汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求的提高，汽車上的電器配置、功能也越來(lái)越多，所以連接各個(gè)電器件的線束也越來(lái)越復(fù)雜，成為當(dāng)代汽車故障的多發(fā)環(huán)節(jié)，也因此在汽車設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造中受到越來(lái)越多的關(guān)注。如何提高汽車線束的綜合性能成為關(guān)注的焦點(diǎn)。在汽車線束的整體設(shè)計(jì)中，三維布局是前提，本文將重點(diǎn)闡述這部分。

1.1 汽車線束的設(shè)計(jì)流程

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

2）根據(jù)電氣原理圖對(duì)每個(gè)電氣子系統(tǒng)及回路進(jìn)行電源分配，其中包括接地點(diǎn)的分配，并繪制相應(yīng)的整車電氣原理圖。

3）繪制三維線束布置圖。

4）根據(jù)各子系統(tǒng)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(hù)形式及過(guò)孔的保護(hù)；并根據(jù)電器件本身的接插件確定線束上與其對(duì)接的端子和護(hù)套的型號(hào)。繪制二維線束圖。

5）根據(jù)凍結(jié)的三維線束布置圖和原理圖，校核二維線束圖；確認(rèn)無(wú)誤后方可發(fā)圖，經(jīng)認(rèn)可后試制、生產(chǎn)。

 2     線束三維布局走向設(shè)計(jì)

         線束的走向布局及分段，是根據(jù)車身鈑金的具體情況，結(jié)合全車電器件的分布綜合來(lái)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(lái)考慮其分布走向。下面詳細(xì)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(shè)計(jì)一定要滿足易于裝配這個(gè)前提，盡量不要給總裝增加過(guò)多的工序，可考慮分裝，如門(mén)線，儀表臺(tái)線等；同時(shí)，要考慮最好不要使用特殊工具就可以完成裝配。

2）可維護(hù)性好

          這一點(diǎn)是與上面一點(diǎn)相呼應(yīng)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?yàn)橐S修某個(gè)電器件需要拆下某段線束，而拆除其他多個(gè)零部件，否則就將增加不必要的維修工時(shí)?；谶@一點(diǎn)，在線束設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮如下幾點(diǎn)：

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

②對(duì)于只能用一只手插拔的接插件，另一端接插件應(yīng)該固定在車身上；

③同一部位的接插件應(yīng)該應(yīng)用顏色，大小，內(nèi)部定位等方法，防止錯(cuò)裝；

④接插件末端的線束應(yīng)該預(yù)留一定的長(zhǎng)度，以便于插接件的插拔。對(duì)于開(kāi)關(guān)端的線束建議預(yù)留80-100mm。儀表，音響，空調(diào)面板等維修率比較高的電器件，其后端線束預(yù)留到可以容易插拔的長(zhǎng)度；

⑤保險(xiǎn)盒的線束要留有足夠的余量，以便于保險(xiǎn)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?yàn)榛芈范逃腥缦潞锰帲?/span>

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(hào)衰減?。?/span>

②可以減輕整車質(zhì)量；

③可以降低線束成本；

 4）盡可能的減少線束分段。

         這一點(diǎn)有的時(shí)候是和裝配工藝性是矛盾的，因?yàn)橛械臅r(shí)候?yàn)榱朔奖惆惭b便要將原本可以是一條的線束分成兩段，這是需要在實(shí)際線束三維設(shè)計(jì)中需要權(quán)衡的。因?yàn)樵黾泳€束分段，勢(shì)必要增加線束間的對(duì)接接插件，而增加對(duì)接件則會(huì)存在以下幾點(diǎn)需要考量：

①增加了線束上面的電壓降，或是增大了信號(hào)的衰減；

②增加了電氣連接的潛在的不可靠點(diǎn)；

③需要增加安裝點(diǎn)或安裝支架，以固定對(duì)接件；

④增加線束組裝工時(shí)，和物料成本。

           所以我們經(jīng)常會(huì)在在一些德系的車子能看到貫穿發(fā)動(dòng)機(jī)艙、乘客艙、行李艙的一根大線，這就是少分段的典型設(shè)計(jì)。

5）要考慮電磁兼容與抗電磁干擾

         對(duì)于這方面，不僅僅是要從線材的選擇上來(lái)做，如采用雙絞線、屏蔽線等，更要從線束的布線走向上來(lái)考慮。如某些歐系的蓄電池后置行李箱的車型，因?yàn)橐獙㈦娏鱾鬏斀o發(fā)動(dòng)機(jī)艙電氣盒及起動(dòng)機(jī)，所以會(huì)有一根縱貫全車的大線徑導(dǎo)線，時(shí)刻通以較強(qiáng)電流，這個(gè)時(shí)候，如何還是按照傳統(tǒng)布線，將此大電流導(dǎo)線與其他信號(hào)線不加以區(qū)別一并放在同一束線中，勢(shì)必會(huì)對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生干擾，所以通常會(huì)將此大電流導(dǎo)線單獨(dú)布置走向，并與普通線束留出足夠遠(yuǎn)的距離，同時(shí)要求鈑金做出一條凹槽以盛放導(dǎo)線，并可起來(lái)一定電磁屏蔽作用，雖然如此處理會(huì)增加成本，可是這成本是必要的。

           除上述5點(diǎn)基本原則之外內(nèi)，在線束的布置時(shí)還有如下的細(xì)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(yùn)動(dòng)件附近的線束，應(yīng)該和運(yùn)動(dòng)件之間保留足夠的距離，此距離由運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)量來(lái)決定。

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

（3）線束分支必須有足夠的松弛，以使線束不會(huì)與其連接的器件增加應(yīng)力。其我們應(yīng)在線束的3D數(shù)模上將此松弛度表現(xiàn)出來(lái)，以使3D狀態(tài)更加接近于實(shí)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(shí)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(yīng)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(shè)固定點(diǎn)，目的是盡可能減少接插件內(nèi)的端子所承受線束震動(dòng)和重量所帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。

（6）從發(fā)動(dòng)機(jī)本體上往車身上布置的線束分支，要盡量布置在比較開(kāi)闊的地方，且要留出足夠的長(zhǎng)度余量，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中給線束造成磨損或拉應(yīng)力損傷。

（7）線束布置時(shí)應(yīng)避開(kāi)燃油管路，線束上兩固定點(diǎn)之間的長(zhǎng)度小于300mm。另外，拐角處需要增設(shè)固定點(diǎn)。

3    接地策略

        接地點(diǎn)的分配在汽車線束設(shè)計(jì)中尤為重要，因?yàn)樗潜ＷC信號(hào)傳遞的完整性的重要組成部分，如果接地點(diǎn)選擇不當(dāng)，就易造成信號(hào)干擾，從而影響某些電器的正常功能實(shí)現(xiàn)。因此在汽車線束的設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要根據(jù)用電設(shè)備的性質(zhì)、功能的不同，對(duì)接地線和接地點(diǎn)作合理的分配，才能最大限度地保證汽車上各電氣設(shè)備的良好工作狀態(tài)。

         通常按照接地回路的功能來(lái)劃分的話，將電氣設(shè)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(dòng)機(jī)控制單元（ECU）、剎車防抱死系統(tǒng)控制單元（ABS）及安全氣囊系統(tǒng)控制單元（SRS）及其它涉及整車安全的控制單元。該類電負(fù)荷不僅對(duì)于整車性能及安全至關(guān)重要，而且該類電氣設(shè)備屬敏感設(shè)備，易受其它用電設(shè)備干擾。因此，對(duì)于重要件的接地點(diǎn)必須單設(shè)，而不能和其它電氣設(shè)備共用接地點(diǎn)，以免受其它電氣件的干擾，對(duì)汽車的性能及安全性造成影響。但在有些車輛的設(shè)計(jì)中，為提高其接地可靠性，會(huì)對(duì)某些重要器件進(jìn)行復(fù)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(tǒng)可以通過(guò)另一接地點(diǎn)接地，以確保系統(tǒng)安全工作,同時(shí)還可以降低接近阻抗。此外，EMC/RFI地也需要單獨(dú)設(shè)立接地點(diǎn)。如音響，目的是保證收音狀態(tài)的電磁兼容通過(guò)性。至于普通件，該類設(shè)備對(duì)于整車而言，重要性并不是很大。一般為增進(jìn)司乘人員的舒適性而加設(shè)的電氣設(shè)備。因此，對(duì)于該類器件可以根據(jù)情況相互組合，共同鉚接接地。還有一點(diǎn)需要提醒的是：一定要保證全車接地點(diǎn)與蓄電池負(fù)極可靠連接。

      最后，著重談?wù)劮漓o電接地。靜電對(duì)汽車安全和駕乘人員的危害也不容忽視，靜電對(duì)汽車上較精密電子及無(wú)線電設(shè)備的影響是顯而易見(jiàn)，有時(shí)可能會(huì)損壞這些精密電子元器件。另外，輪胎在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也產(chǎn)生大量的靜電，燃油箱在加油口上也會(huì)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(nèi)的駕乘人員袖口附近、衣物及座椅等處都會(huì)產(chǎn)生靜電，因此在底座內(nèi)安裝防靜電搭鐵線以保護(hù)駕乘人員的安全。此類接地線較為簡(jiǎn)單，常采用一根單導(dǎo)線或單根屏蔽線，直接將容易產(chǎn)生靜電并對(duì)車輛有損害和對(duì)人員舒適、安全等有影響的部件，與車架連接釋放靜電。

3      結(jié)束語(yǔ)

         以上是線束開(kāi)發(fā)過(guò)程中的3D設(shè)計(jì)的一些基本原則，需要在實(shí)際設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用；待在設(shè)計(jì)完畢做出樣品后，需要用一系列的測(cè)試來(lái)驗(yàn)證（包括實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試和實(shí)車道路測(cè)試等），以確保設(shè)計(jì)的可靠性。