摘要：汽车线束是汽车电路及网络的主体,通过线路实现各控制模块、执行原件、传感器连接，实现整车电器功能正常工作。本文首先分析了汽车线束设计的流程，然后重点介绍了线束产品设计中原材料设计选用。
关键词：线束设计；流程；原材料选型
线束是汽车电路的网络载体，如无线束也就没有汽车电路。随着客户对汽车的排放性、经济性、舒适性和安全性的要求越来越高，汽车线束逐渐变得越复杂，随着车身提供有限的空间给线束。所以汽车线束的综合性能设计如何提高,便成为电路设计关注的焦点，近几年从事线束开发和设计的经验，简单谈一下线束的设计流程和一般设计原则。
1线束设计流程
1.1线束设计概述
开发整车线束前，要尽量收集以下资料：feture list,整车的三维数模(若已有白车身最好)、电器元件分布图、电器元件功率表、功能引脚定义及功能件接插件型号(如果模块端无法提供，线束端可以提供)、各ECU大致的系统原理。(若没有，可以参考其他车型)在收集以上信息，完成线束设计时，最好有3-D工程师与系统工程师同步开发。
1.2设计流程的基本步骤如下
(1)核对featurelist,将与线束相关的电器件功能，逐一列出。
(2)与各电器件工程师，逐一核对电器元件功能，确认各电器分布图。
(3)按照已知的安装工艺和顺序，完成线束分布图，确认保险丝盒大致安装位置和尺寸空间，同时勾画线束3－D大致走向。此时3-D工程师必须参与进来。
(4)按照线束分布图，将各用电器归类到相应的线束中。(例：组合仪表插接件，一定在仪表线束中，将其列入仪表表格中)
(5)分析各ECU系统原理图，将各系统整和成一份线束原理图，将供电系统合并，接地系统合并，并完成PDS系统图和电流分配表。已校对各用线束保险丝，开关，用电器能否满足整个电路需求。
(6)根据合并的系统原理图，确认各线束在各位置的回路数，以估算线束直径。同时校对各IN-LINE件的回路数，以便INLINE件选型。
(7)线束3-D工程师进行再一次细化布线。充分考虑在动静态下干涉问题。
(8)此时PDS图，线束图，原理图，3-Dpackage,已经初步完成。
(9)由于线束受各电器件信息(接头，参数)和整车安装尺寸影响，因此线束设计始终延续、不中断的。因此从初稿完成直至S0P，直到此车停止生产，需按照以上步骤需不断进行设计更新。
2线束产品设计
2.1插接件的设计选用
线束的核心部件是插接件，插接件性能决定着整车线束的性能,线束又决定整车电器件的安全性及稳定性。
2.1.1接件设计选用原则
插接件选取应优先选用双弹簧式压紧结构形式，该结构稳定可靠，有良好接触性，保证公母端子接触电压降为最低。根据用电器电流大小及导线截面积选择合理插接件。发动机舱内接插件，要选择防水性，由于舱内存在较多腐蚀性液体和气体，及温湿度大。同一区域使用同一类型接插件要有颜色防错，同时可视区域机舱优先选用深色或黑色的护套。优于同一区域存在大小电流用电器，故接插件优先选用混合，可以减少接插件种类和数量。部分安全带预警、气囊及控制器，要考虑端子为镀金的接插件，保证不易氧化及接触可靠。
插接件按公端子尺寸，可通电的电流一般分类如下：0.64型(5A以下)，1.0型(10A以下)；1.5型(15A以下)；2.3或2.8型(20A以下)；4.8型(30A以下)；6.3型，(45A以下)；7.8或9.5型(60A以下)。当然各家供应商(KET,TYCO,DELPHI等)接头具体参数都不同。
2.1.2插接件配件按材质性能分析主要有
(1)插接件。(塑料件)常用的原材料主要有PA6、PA66、ABS、PBT、PP等，其主要具体性能差异。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接插件设计时，根据所使用环境，可以选用不同材质。如增加强度，可以添加玻璃纤维；可以通过增加阻燃剂达到阻燃目的。
(2)端子基材。(铜合金)端子使用的铜基本是青铜和黄铜(青铜的硬度相对较高)，其中黄铜使用的比重较多。另外，可根据不同接触可靠性，可以选用镀层不同。对于安全气囊及控制器要求接触性能较高，防止氧化保证接触可靠，应优先选用镀金端子。
2.2导线的设计选用
2.2.1导线的类型选择
线束导线设计选型重点要考虑线束所在功能和环境。如：机舱要使用耐油、高温、振动导线；行李厢盖及车门要使用低温耐折弯的柔软细导线；弱信号电器件及传感器要用防干扰的屏蔽线等。汽车线束常使用导线种类有QVR(国标)、AVSS等(日标)、FLRY(德标)、TXL(美标)等四大系列。
2.2.2导线截面积(线径)计算选取
导线线径根据用电器功率大小、长时间或短时间通电来计算选取；短时可选用60%～100%之间导线的实际载流量；长时工作用电器可选择60%导线的实际载流量。导线所能承受的载流量，随着温度上升而减小，选用时需要关注。关于导线线径与能通电电流换算，计算公式如下：
I=I×ρ×L/U×d=P/Us×A
公式中：I(电流)；P(功率)；Us(系统电压)；A(导线截面积)；Ud(允许最大电压降损失)；ρ(铜电阻率)；L(导线长度)。或按下面速算(经验)公式：
I=8/2+A×10
按上述电流与导线面积关系公式，算出的经验理论值可能偏大，具体可以参考各电线标准(美标，日标，德标，国标)。
2.3整车线束橡胶件(密封)的选型设计
汽车线束过车身孔时，一般通过使用橡胶件来达到固定、密封等左右。整车上橡胶件主要使用在防火墙左右A柱处、四门、行李箱、邮箱盖等位置。橡胶件主要材质有三元乙丙、氯丁胶、天然橡胶等。
2.4整车线束外部包扎和固定
2.4.1线束外部包扎设计
线束外部包扎主要根据捆扎、耐磨、防噪、防腐蚀、外观美化等作用进行设计。发动机线束：主要采用波纹管包扎保护，主要是起到耐热、耐磨、防腐蚀、外观美化等作用。前舱线束：采用耐磨的波纹管包扎，未与车身干涉处用PVC管进行包扎。仪表线束：采用PVC花缠，与钣金干涉处用布基胶布，与内饰干涉处用海绵胶布防噪。门线束和车顶线束：同仪表线束。底盘线束：用波纹管包扎保护，避免与车身磨，及路面上的石头撞击。
2.4.2外部包裹物的性能分析
(1)波纹管：在线束外部包裹物中占30%左右。主要材质有PP\PA二种，其特点是耐高温、耐磨性很好。适用温度在-40℃～150℃。PA阻燃、耐磨好；但PP抗弯曲疲劳性较强。
(2)PVC管：柔软性、折弯性比波纹管好，一般采用闭口，使导线外部比较柔滑，使用温度一般在-40℃～80℃。
(3)胶带：在外部包裹物中占到60%～70%左右，主要作用捆扎、绝缘、耐磨、降噪、标记等作用，PVC胶带主要捆扎，有一定防水防油性，价格较便宜；绒布和布基胶带材质为PET，耐磨性好，有一定降噪功能，价格较昂贵；海绵胶布主要抗噪性好，成本贵。
结语
汽车线束是汽车电路的网络主体，在设计过程中主要体现在:零部件的原材料设计选型,供电电源的合理电流分配,及电线承载电流与用电器的合理匹配,和用电器接地合并的有效策略,才能保证整车线束电路的设计可靠性。
参考文献
[1]伏军锋.汽车电气系统设计[J].汽车电器,2010(1)：1-5.
[2]赵胜利，王小战.长安悦翔轿车电源/电器接线盒/搭铁点[J].汽车电器,2010(1)：19-22.
[3]董利伟.乘用车整车电量平衡计算方法的研究与应用[J].汽车电器,2010(2):9-15.
论文作者:郑平
论文发表刊物:《科技新时代》2018年10期
论文发表时间:2018/12/6
标签：线束论文; 导线论文; 整车论文; 汽车论文; 电流论文; 插接论文; 端子论文; 《科技新时代》2018年10期论文;