章劍兵

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

淺析商用車線束插接件的選型設(shè)計(jì)

章劍兵

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

較系統(tǒng)地對目前商用車線束設(shè)計(jì)方案時(shí)如何進(jìn)行插接件選型設(shè)計(jì)進(jìn)行探討和分析，包括插接件的選型原則、約束條件、試驗(yàn)驗(yàn)證等做了詳細(xì)論述，為汽車電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。

插接件；護(hù)套；端子

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

前言

隨著人們對汽車安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性的要求不斷提高，電控單元在汽車上的應(yīng)用越來越多。各控制單元之間交換的數(shù)據(jù)也越來越復(fù)雜，這就要求電線束的設(shè)計(jì)必須具有優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸性能和可靠性，插接件作為整車線束重要的一環(huán)，承擔(dān)著控制單元與各用電器通信節(jié)點(diǎn)，其作用和重要性在整車電氣系統(tǒng)中舉足輕重。

整車廠的電氣設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)線束時(shí)對多數(shù)插接件一般采用選型設(shè)計(jì)，即選擇滿足電氣功能需要成熟供應(yīng)商的成熟產(chǎn)品。本文主要對插接件如何進(jìn)行選型設(shè)計(jì)過程中需重點(diǎn)考慮的問題進(jìn)行了分析，如選型原則、約束條件、流程等，對具體案例進(jìn)行了分析，以求整車線束理論設(shè)計(jì)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的較好融合。

1、概述

電線束在整車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)及傳遞和交換，實(shí)現(xiàn)電器系統(tǒng)的功能和要求。在汽車的電線束的設(shè)計(jì)中，插接件是連接節(jié)點(diǎn)，插接件選型需滿足整車線束功能、可靠性要求。

1.1 插接件定義

插接件（Connector），又稱為連接器或接插件，其功能是在兩個(gè)電器系統(tǒng)間提供可分離的連接，且不會(huì)造成無法接受的信號(hào)失真或功率丟失。

1.2 插接件組成

插接件構(gòu)成主要包括：護(hù)套、端子及輔件，輔件只有在某些類型的連接器中才有。如下圖1、圖2。

2、插接件選型

整車線束設(shè)計(jì)階段重要一環(huán)就是所用插接件如何選型，下面作重點(diǎn)詳述。

2.1 插接件選型設(shè)計(jì)輸入

插接件是線束的核心部件，插接件的性能直接決定著線束整體的性能，而且對全車的電器穩(wěn)定性、安全性起著決定性的作用。

插接件選型時(shí)，通常需輸入以下信息：

2.1.1 安裝位置：根據(jù)零部件設(shè)計(jì)方案，確認(rèn)其自帶插接件的安裝位置，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，底盤，室內(nèi)，室外等環(huán)境，然后根據(jù)安裝位置環(huán)境，確認(rèn)溫度、濕度、振動(dòng)、防水、防塵、防油污、密封等級(jí)；

2.1.2 根據(jù)各分組電氣參數(shù)輸入表（線對零部件）或線束設(shè)計(jì)方案（線對線、線對電器盒），確認(rèn)負(fù)載或回路的工作電流/電壓要求，選擇對配插接件型號(hào)及合適片寬/系列的端子；

2.1.3 如參數(shù)輸入信息要求所選插件為進(jìn)口件（TE、KET、MOLEX等），線束端選型時(shí)則按要求匹配進(jìn)口插接件，如要求是國產(chǎn)件，則必須按照各主機(jī)廠要求執(zhí)行；

2.1.4 確認(rèn)其他要求，如電磁屏蔽性能等。

2.2 插接件選型設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)要求主要參照下列十項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行：

① 插接件選取要保證與電器件的良好接觸，使接觸電阻降為最低，提高可靠性，優(yōu)先選用雙彈簧式壓緊結(jié)構(gòu)的插接件。如下圖3。

② 根據(jù)配置及冗余設(shè)計(jì)、結(jié)合回路電流的大小、導(dǎo)線的截面積和合理選擇插接件；

③ 在發(fā)動(dòng)機(jī)艙、底盤等惡劣環(huán)境下對接的護(hù)套，由于溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體，因此一定要選擇防水型護(hù)套，其空位需要用防水堵密封。同時(shí)還應(yīng)注意護(hù)套材質(zhì)的選擇，如耐高溫及阻燃等性能；如下圖4；

④ 盡量避免在同一對接區(qū)域使用同一種護(hù)套，若無法避免，則需通過不同顏色加以區(qū)分；

⑤ 基于汽車外觀的整體協(xié)調(diào)性，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中應(yīng)優(yōu)先選用黑色或深色的護(hù)套；

⑥ 為減少線束對接用護(hù)套的種類和數(shù)量，優(yōu)先選用混合（Hybrid：指同一護(hù)套內(nèi)可選擇不同規(guī)格的端子）型件，使裝配固定方便。如下圖5，護(hù)套可允許0.5～0.85mm2、5-8mm2兩種規(guī)格；

⑦ 對于要求性能較高的安全氣囊、ABS、ECU等用的端子插接件，應(yīng)優(yōu)先選用鍍金件以保證安全可靠性；

⑧ 為節(jié)約成本，安全等級(jí)較低的用電設(shè)備盡量選擇滿足其性能要求的國產(chǎn)件；

⑨ 插接件的公端和母端須采用同一廠家生產(chǎn)的同類型號(hào)的插接件；

⑩ 駕駛室內(nèi)可選擇非防水型護(hù)套,發(fā)動(dòng)機(jī)艙及底盤線束全部采用防水型護(hù)套。

2.3 插接件供應(yīng)商的選取原則

① 一般采用“優(yōu)勝劣汰”，除進(jìn)口插件（大多受大電控系統(tǒng)供應(yīng)商指定），國產(chǎn)插接件供應(yīng)商數(shù)量較多，質(zhì)量參差不齊，各主機(jī)廠需要根據(jù)自身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對擬選供應(yīng)商進(jìn)行包括研發(fā)實(shí)力、質(zhì)量控制、成本、供貨等維度進(jìn)行細(xì)化評(píng)價(jià)，并優(yōu)選供應(yīng)商，一般不超過5家。下面是某公司對擬選插接件供應(yīng)商的審核結(jié)果，并要求國產(chǎn)插接件供應(yīng)商選取必須在指定目錄內(nèi)，具體見下表：

表1 國產(chǎn)供應(yīng)商目錄

② 同一個(gè)插接件選取的護(hù)套、端子和輔件必須為同一供應(yīng)商。

③ 相互對插的插接件必須為同一供應(yīng)商。

④ 插接件選型確認(rèn)環(huán)節(jié)按如下步驟進(jìn)行：（1）線束設(shè)計(jì)人員與零部件設(shè)計(jì)人員對接電氣參數(shù)輸入，原則上要求零部件端插件平臺(tái)化選型；（2）雙方對《電氣參數(shù)輸入表》進(jìn)行確認(rèn)簽字后，線束端按輸入表完成選型；(3）選型的插件需進(jìn)行試制匹配、試驗(yàn)驗(yàn)證，然后由雙方確認(rèn)最終結(jié)果并進(jìn)行應(yīng)用，雙方在技術(shù)文件上進(jìn)行標(biāo)注，如零部件端為注塑件，零部件端需補(bǔ)充：(1）插接件關(guān)鍵配合尺寸在零部件圖紙上標(biāo)注；(2）零部件供應(yīng)商必須將零部件與線束端插接件進(jìn)行專項(xiàng)匹配試驗(yàn)，并符合《QC/T417 車用電線束接插件技術(shù)條件》。

3、插接件選型流程及約束條件

插接件的選型需考慮諸多因素，但是首要需遵循平臺(tái)化及可靠性原則。對于電器借用件和沿用件，確認(rèn)前期市場無質(zhì)量問題后，可直接按電氣參數(shù)輸入需求在輕、重卡插接件庫中進(jìn)行選擇。對于新開發(fā)或新選型的接插件，可參照以下流程：

3.1 端子選型

（1）根據(jù)額定電流，匹配合適載流量的端子系列。如下表2；（2）根據(jù)所屬功能及空間尺寸，選擇端子結(jié)構(gòu)和鍍層；（3）根據(jù)環(huán)境溫度，選擇合適的端子材質(zhì)；

表2 端子載流量

3.2護(hù)套選型

（1）根據(jù)最高配置回路數(shù)，考慮功能預(yù)留及平臺(tái)升級(jí)需求，確定護(hù)套pin腳數(shù)；（2）根據(jù)導(dǎo)線線徑選擇適配防水堵；（3）根據(jù)鈑金料厚，適配固定卡扣；

3.3 附件選型

（1）根據(jù)護(hù)套選擇適配的TPA（端子二次鎖輔件）和CPA（護(hù)套二級(jí)鎖輔件），如下圖6；（2）根據(jù)導(dǎo)線線徑選擇適配防水堵；（3）根據(jù)鈑金料厚，適配固定卡扣；

3.4 校核及試驗(yàn)

(1）對于所選插接件，要求對過孔通過性、裝配維修方便性進(jìn)行校核。過孔時(shí)，護(hù)套端面對角線長度應(yīng)小于孔直徑，多根線束分支過孔時(shí)，還需考慮線徑影響。一般電器端護(hù)套采用注塑一體式或焊接PCB式以節(jié)約空間，但如維修裝配困難，則需選擇甩線形式插接件；(2）統(tǒng)一區(qū)域護(hù)套，如選擇相同型號(hào)，需顏色區(qū)分；(3）對于非公司成熟應(yīng)用插接件，需進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)認(rèn)可；

3.5 約束條件

（1）從成本與質(zhì)量方面考慮，插接件選型應(yīng)遵循平臺(tái)化，需用公司成熟應(yīng)用插接件；（2）零部件對配插接件必須有固定；（3）插件供應(yīng)商選擇體系內(nèi)國產(chǎn)件或進(jìn)口件；（4）由于成本及插拔力要求高等原因，如無必要，混合型插件（Hybrid）盡量不選，提升裝配性和可靠性，降低成本；（5）考慮插拔力要求，6.3及其以上系列護(hù)套選型盡量不超過6pin；（6) 新選型插接件，優(yōu)先考慮帶TPA和CPA結(jié)構(gòu)的護(hù)套；

3.6 插接件的性能

插接件的基本性能可分為三大類：即機(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能，插接件試驗(yàn)大綱具體內(nèi)容按照《QC/T417 車用電線束接插件技術(shù)條件》執(zhí)行，試驗(yàn)要求如下圖7：

4、插接件在圖紙中的標(biāo)注

所有帶電部件都應(yīng)標(biāo)注插接件信息插接件在圖紙中除了需要標(biāo)注型號(hào)、功能等，還需要標(biāo)注接插件的供應(yīng)商信息、端子及防水堵（可選項(xiàng)）信息，具體標(biāo)注格式推薦下圖8方式：

5、結(jié)束語

通過以上分析我們可以看出，整車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而插接件如何選型更是需要多方面考慮。注意文中僅是列舉插接件選型的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行探討，而設(shè)計(jì)過程中往往出現(xiàn)許許多多意想不到的問題，只要通過不斷的總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)積累，特別是一些QC、DFMEA等質(zhì)量工具的使用，就一定會(huì)使線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到一個(gè)新的高度，從而推動(dòng)自主品牌產(chǎn)品品質(zhì)走向世界前列！

[1] 朱積年：汽車電子設(shè)備[M] 北京人民交通出版社 2001 第61—78頁.

[2] QC/T29106 汽車用低壓電線束技術(shù)條件[S].

[3] 古永棋、趙明： 汽車電氣及電子設(shè)備[M] 重慶大學(xué)出版社 2000第50—90頁.

[4] 德國BOSCH公司：BOSCH汽車電氣與電子[Z].

COMMERCIAL WIRING CONNECTOR DESIGN RESEARCH

Zhang Jianbing
(The center of technology of Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Heifei 230601)

Systematicly analyzed how to choose commercial vehicle connectors when designing wiring harness,Including choosen principle、constraint test in detail, Provide reference for motor electric designer.

Connector；Housing；Terminal

U463.6

A

1671-7988(2015)03--

周積茂，助理工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司，從事汽車電氣系統(tǒng)研究和電器部件開發(fā)、設(shè)計(jì)工作。