一、 汽車(chē)線(xiàn)束概述

電線(xiàn)束在整車(chē)中的作用是將電器系統(tǒng)的電源信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳遞和交換，實(shí)現(xiàn)電器系統(tǒng)的功能和要求。

線(xiàn)束設(shè)計(jì)是整車(chē)電氣設(shè)計(jì)的核心。線(xiàn)束正確設(shè)計(jì)是整車(chē)用電設(shè)備正常工作的前提。人們常常把線(xiàn)束比喻為汽車(chē)的神經(jīng)系統(tǒng)。

二、 汽車(chē)線(xiàn)束設(shè)計(jì)流程

三、 整車(chē)用電負(fù)荷計(jì)算

1、工作時(shí)間系數(shù)

用電設(shè)備分類(lèi)根據(jù)汽車(chē)行駛中用電設(shè)備的工作時(shí)間長(zhǎng)短，將用電設(shè)備分為 3 種情況：連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和隨機(jī)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(chē)在行駛中連續(xù)不間斷用電的設(shè)備，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)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(shí)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備指汽車(chē)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(chē)燈、制動(dòng)燈、牌照燈、喇叭和雨刮器等。

隨機(jī)使用的設(shè)備隨機(jī)使用的設(shè)備指汽車(chē)行駛中使用時(shí)間不確定而隨機(jī)使用的用電設(shè)備，包括：車(chē)內(nèi)燈、電動(dòng)門(mén)窗、電動(dòng)洗滌、空調(diào)壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、 ABS 控制、點(diǎn)煙器、音響系統(tǒng)、天窗、電動(dòng)外后視鏡和其它用電設(shè)備。

2、工況使用系數(shù)

汽車(chē)上配置的用電設(shè)備在不同場(chǎng)合、氣候條件下使用，一般不會(huì)在同一時(shí)間全部都投入工作，而許多用電設(shè)備的工作及工作時(shí)間長(zhǎng)短，取決于季節(jié)和環(huán)境的變化。

對(duì)汽車(chē)在行駛中的幾種較為典型的用電情況進(jìn)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(fù)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(gè)人使用愛(ài)好，復(fù)雜的使用條件使電氣系統(tǒng)負(fù)荷的計(jì)算變得困難。為了分析計(jì)算方便，引入用電設(shè)備使用頻度系數(shù)概念來(lái)計(jì)算整車(chē)的用電量。

汽車(chē)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(wú)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(jī)和鼓風(fēng)機(jī)；

μo （與季節(jié)氣候無(wú)關(guān)）：連續(xù)工作制設(shè)備、短時(shí)工作制設(shè)備（除雨刮器以外）和隨機(jī)使用的設(shè)備（除空調(diào)壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)以外） ；

μw （與冬季相關(guān)）：散熱器風(fēng)扇、雨刮器和鼓風(fēng)機(jī)。

例：整車(chē)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(hào)后在A2及C1引腳輸出地電位信號(hào)來(lái)控制空調(diào)壓縮機(jī)和冷卻風(fēng)扇的工作。

在此系統(tǒng)中需要確認(rèn)的參數(shù)是：空調(diào)控制器的C6、C12引腳輸出的信號(hào)類(lèi)型（模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)（包括開(kāi)關(guān)信號(hào)）、脈沖信號(hào)）及信號(hào)的具體參數(shù)，如數(shù)字信號(hào)是0V、5V還是12V，同時(shí)確認(rèn)EMS的C7/B8/C1/A2引腳輸出信號(hào)的類(lèi)型及具體的參數(shù)。

四、 線(xiàn)束原理設(shè)計(jì)

1、將車(chē)上所有用電設(shè)備通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)，保險(xiǎn)絲，繼電器，開(kāi)關(guān)以及控制裝置，正確地與汽車(chē)電源連接起來(lái)，并確保每個(gè)電器設(shè)備都能正常工作的一種連線(xiàn)方法的設(shè)計(jì)。

2、 原理設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是合理配電的設(shè)計(jì)，是將汽車(chē)蓄電池或發(fā)電機(jī)的電能以怎樣的供電方式分配給用電設(shè)備的設(shè)計(jì)。

電源分配：

• 常 電——蓄電池直接提供的電

• 受控電——滿(mǎn)足一定條件才可能導(dǎo)通的電

• 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制

• 專(zhuān)用開(kāi)關(guān)控制

• 繼電器控制

• 控制器控制

例：確定點(diǎn)火開(kāi)關(guān)分電（LOCK、ACC、IG1、IG2、ST）：

BAT：室內(nèi)延時(shí)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(dòng)燈、各控制器的記憶電源、警報(bào)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(diǎn)煙器、座椅加熱、電動(dòng)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(chē)成像、大燈及各控制系統(tǒng)（ECU、ABS、TCS、BCM、輪胎壓力、電動(dòng)轉(zhuǎn)向等）的控制電源。

IG2：電加熱除霜、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)。

規(guī)定在啟動(dòng)瞬間卸掉掛在ACC、IG2檔的負(fù)荷：即：、電調(diào)座椅、音響系統(tǒng)、雨刮噴水系統(tǒng)、點(diǎn)煙器、座椅加熱、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)，天窗、電加熱除霜、電動(dòng)窗。

1、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)控制：

地控優(yōu)于火控：一般情況下，開(kāi)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(kāi)關(guān)通過(guò)繼電器控制車(chē)燈。

3、時(shí)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(jī)工作同時(shí)，冷凝器風(fēng)扇必須工作。

按各類(lèi)控制器接線(xiàn)原理供電：

• 弄清控制器各插腳定義

• 弄清所需電源及信號(hào)類(lèi)型

• 嚴(yán)格遵守供應(yīng)商提供的原理圖接線(xiàn)

注意：

控制器的邏輯功能是我們同供應(yīng)商共同開(kāi)發(fā)的，線(xiàn)束設(shè)計(jì)的過(guò)程同時(shí)也是檢驗(yàn)控制器邏輯功能的過(guò)程。

五、 保險(xiǎn)絲、繼電器、導(dǎo)線(xiàn)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(diǎn)型式：

觸點(diǎn)常開(kāi)型

觸點(diǎn)常閉型

雙觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換型

根據(jù)電氣負(fù)載確定繼電器電氣參數(shù)

線(xiàn)圈參數(shù)：額定電壓、吸合電壓、釋放電壓、線(xiàn)圈電阻。

例：額定電壓12V通用繼電器線(xiàn)圈參數(shù)

工作電壓范圍9~15V

動(dòng)作電壓（吸合電壓）≤7.0V

釋放電壓（斷開(kāi)電壓）2.5V~4.8V

觸點(diǎn)參數(shù)：

電壽命的選擇：根據(jù)繼電器負(fù)載使用頻度合理確定。

例：

常動(dòng)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(fù)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(diǎn)的負(fù)載性能，繼電器額定電流的70%不應(yīng)該小于負(fù)載的平時(shí)工作電流。

溫度范圍：根據(jù)負(fù)載繼電器裝配的位置來(lái)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(duì)沒(méi)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(chē)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(jī)電路。

對(duì)于有LED照明的驅(qū)動(dòng)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(shì)，電阻并聯(lián)在繼電器線(xiàn)圈上還消耗功率。但是車(chē)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(huì)造成控制端短路，對(duì)于設(shè)計(jì)使用維修都不方便。

成本因素：

并聯(lián)電阻值確定：

繼電器開(kāi)發(fā)商可根據(jù)我們?cè)谄?chē)上使用要求做臺(tái)架試驗(yàn)來(lái)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(dá)到最佳。

由于線(xiàn)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(guó)產(chǎn)繼電器并聯(lián)電阻常常用300-500歐姆

德國(guó)產(chǎn)繼電器并聯(lián)電阻常常用560-680歐姆

例：某AT車(chē)型設(shè)計(jì)起初換檔裝置的一個(gè)繼電器是普通型的國(guó)產(chǎn)繼電器，由于繼電器動(dòng)作時(shí)反向電壓過(guò)高，造成組合儀表檔位指示燈常常被燒壞，后來(lái)在繼電器線(xiàn)圈回路中并聯(lián)一個(gè)二級(jí)管故障得到徹底排除。

慢熔、快熔保險(xiǎn)絲的選擇:

主要考慮負(fù)載抑制峰值電流的時(shí)間決定。

① 某負(fù)載系統(tǒng)瞬間峰值電流的時(shí)間很短，也就是說(shuō)此負(fù)載本身抑制峰值電流的時(shí)間很短，就可以選擇快熔保險(xiǎn)絲。

如：燈具、點(diǎn)煙器、儀表等一般小電流回路或一般阻式回路。

② 此負(fù)載產(chǎn)生瞬間峰值電流的時(shí)間很比較長(zhǎng)，也就是說(shuō)此負(fù)載本身抑制峰值電流的時(shí)間比較長(zhǎng)，就可以選擇慢熔保險(xiǎn)絲。

如：ABS等電機(jī)電路或大電流電路。

負(fù)載特性系數(shù)（以工作時(shí)間系數(shù)在于10S為區(qū)分界限） ：

連續(xù)負(fù)載系數(shù)0.8；間斷負(fù)載系數(shù)1.1

峰值電流時(shí)間系數(shù)：

峰值電流的時(shí)間＜0.3秒的為1.0、如時(shí)間＞0.3秒的為0.7

負(fù)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(dòng)機(jī)機(jī)艙系數(shù)為0.9

保險(xiǎn)絲裝配區(qū)域系數(shù)：

保險(xiǎn)絲特性：

1. 溫度特性

2. 熔斷特性

保險(xiǎn)絲單獨(dú)連接為1.0、安裝在保險(xiǎn)絲盒系數(shù)為0.9

計(jì)算實(shí)例：

某車(chē)?yán)确逯惦娏鲿r(shí)間為0.4s，喇叭裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)艙；保險(xiǎn)絲裝配在保險(xiǎn)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(xiǎn)絲的實(shí)際規(guī)格可以選擇15A的保險(xiǎn)絲來(lái)保護(hù)線(xiàn)路。

導(dǎo)線(xiàn)的選擇一般按照日標(biāo)選用，根據(jù)車(chē)身使用位置的不同，導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)選擇也不同：對(duì)于前艙內(nèi)使用的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)該是耐高溫、耐油、耐震動(dòng)、耐摩擦性能更好的；對(duì)于室內(nèi)則耐溫的要求可以相對(duì)低一些；對(duì)于門(mén)內(nèi)線(xiàn)束對(duì)耐彎曲性能要求需要高一些。

導(dǎo)線(xiàn)顏色選配規(guī)則

導(dǎo)線(xiàn)符合國(guó)家顏色標(biāo)準(zhǔn)

線(xiàn)色唯一性：在附近插座中無(wú)相同顏色；若線(xiàn)色唯一有難度，線(xiàn)徑區(qū)分大的可用同色。

局限性：即同一系統(tǒng)最好導(dǎo)線(xiàn)基色相同，輔色不同，采用雙色線(xiàn)（基色占三分之二，輔色占三分之一）。

單色黑線(xiàn)定義為搭鐵線(xiàn)，單色紅色定義為電源線(xiàn)。

接插件選取的主要因素：

• 按電流及線(xiàn)徑確認(rèn)連線(xiàn)端子型式。

• 根據(jù)插接端子的寬度來(lái)定義承載電流的能力

• 依據(jù)插件布置位置決定是否采用防水插件。

• 依據(jù)導(dǎo)線(xiàn)重要性決定插件端子鎖止方式（單鎖或雙鎖等）。

• 依據(jù)線(xiàn)束固定方式確認(rèn)插件是否需要及其卡扣型式。

• 依據(jù)工作溫度、電流合理確定插件材質(zhì)。

• 按導(dǎo)線(xiàn)根數(shù)確定插件型號(hào)。

插件內(nèi)部導(dǎo)線(xiàn)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(kāi)。

六、線(xiàn)束結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、保險(xiǎn)回路原則

一個(gè)熔斷器可以保護(hù)一個(gè)回路，也可以保護(hù)多個(gè)回路。但多回路保險(xiǎn)共用一定要注意以下原則：

• 同一性質(zhì)的負(fù)載回路可以共用一個(gè)熔斷器，感性負(fù)載與阻性負(fù)載盡量不共用一個(gè)熔斷器。

• 電子單元回路熔斷器盡量單獨(dú)使用。

• 電子單元控制的執(zhí)行器或傳感器盡量不與普通回路共用熔斷器。

2、電源分配近路原則

在電源的設(shè)計(jì)和分配中，必須遵循近路原則原則，要求在線(xiàn)束設(shè)計(jì)的過(guò)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(diǎn)分線(xiàn)

對(duì)于電源波動(dòng)要求高的負(fù)載（如空氣流量計(jì)，電子節(jié)氣門(mén)等），應(yīng)采用分離原則進(jìn)行連接，可有效降低各用電器之間電源波動(dòng)。

對(duì)于電源波動(dòng)要求低的負(fù)載（如燈具、點(diǎn)煙器等），可采用節(jié)點(diǎn)分線(xiàn)進(jìn)行連接，可有效降低線(xiàn)阻、成本及重量。

4、合理共地注意要點(diǎn)

同電源線(xiàn)連接一樣，地線(xiàn)連接同樣存在分離原則及節(jié)點(diǎn)分線(xiàn)。

對(duì)于控制單元、儀表、弱信號(hào)傳感器等易受波動(dòng)影響負(fù)載，應(yīng)采用分離原則進(jìn)行連接，可有效降低各用電器之間電源波動(dòng)。

對(duì)于電源波動(dòng)要求低的負(fù)載（如燈具、點(diǎn)煙器等），可采用節(jié)點(diǎn)分線(xiàn)進(jìn)行連接，可有效降低線(xiàn)阻、成本及重量。

地線(xiàn)分離原則的補(bǔ)充說(shuō)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?yàn)樗麄儗?duì)地線(xiàn)的沖擊是不同的，導(dǎo)致信號(hào)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(xiàn)而不能分開(kāi)太遠(yuǎn)。

如果兩者距離過(guò)遠(yuǎn)，那么兩者間的電位差就越大，那么對(duì)同一控制器而言，地電位就存在比較大的差異，這個(gè)也會(huì)影響用電器的工作。

例如：組合儀表與燃油傳感器。

5、屏蔽線(xiàn)與雙絞線(xiàn)

對(duì)于某些弱的信號(hào)或者易受干擾的信號(hào)，如曲軸位置傳感器、爆震傳感器等，就需要選擇雙絞線(xiàn)或者屏蔽導(dǎo)線(xiàn)。這兩種導(dǎo)線(xiàn)都可以有效地避免信號(hào)的干擾，保證信號(hào)傳輸?shù)募皶r(shí)正確，

屏蔽線(xiàn)連接注意要點(diǎn)：

屏蔽層接地必須連接在控制單元的參考地上。

車(chē)身地是不干凈的地，如果將屏蔽線(xiàn)的地接在車(chē)身，那么就會(huì)降低甚至破環(huán)屏蔽的效果。

雙絞線(xiàn)注意要點(diǎn)：

不同的信號(hào)對(duì)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(gè)絞轉(zhuǎn)。

由于屏蔽線(xiàn)要比雙絞線(xiàn)貴得多，從成本考慮：在保證滿(mǎn)足要求的前提下，優(yōu)先采用雙絞線(xiàn)。

6、導(dǎo)線(xiàn)尺寸設(shè)計(jì)要點(diǎn)

干線(xiàn)尺寸：寧短不長(zhǎng)，以減少導(dǎo)線(xiàn)電阻。

支線(xiàn)尺寸：寧長(zhǎng)不短，考慮可裝配性。

抽頭尺寸：干線(xiàn)負(fù)公差+支線(xiàn)正偏差。

例：線(xiàn)束干線(xiàn)公稱(chēng)長(zhǎng)度為180mm，支線(xiàn)公稱(chēng)長(zhǎng)度為90mm，則抽頭尺寸為：-10+20＝10mm。