鄭道松，吳占軍

（德科斯米爾（沈陽(yáng)）汽車配件有限公司，上海 201805）

近年我國(guó)汽車業(yè)發(fā)展迅猛，各品牌汽車在產(chǎn)量及銷量上都有突破式增長(zhǎng)，但同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，市場(chǎng)也對(duì)汽車產(chǎn)品品質(zhì)提出更高的要求。汽車電線的可靠性越來越引起各主機(jī)廠的重視，在不同車身部位選擇合適種類的電線，成為提高線束可靠性的一個(gè)重要方面。另外由于汽車整車輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，一些其它材料的電線，不斷作為新型導(dǎo)線在汽車上得到應(yīng)用。

1 常見汽車用低壓電線種類

汽車電線的發(fā)展是隨著汽車工業(yè)一起發(fā)展的，目前汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都有關(guān)于汽車電線的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，很多知名汽車廠商同時(shí)又建立自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，常見汽車電線有德系、日系、美系（SAE）以及國(guó)標(biāo)導(dǎo)線，一些知名主機(jī)廠都會(huì)有關(guān)于導(dǎo)線的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如大眾VW60306標(biāo)準(zhǔn)，沒有自己企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的車企，一般會(huì)引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，或者其它國(guó)家的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

汽車低壓電線，主要以薄壁電線為主。ISO組織推出 ISO 6722系列標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)國(guó)家在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上衍生出各自的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如：德標(biāo)DIN 72551《道路車輛-低壓電纜》系列標(biāo)準(zhǔn)［1］，日系JASO D611《汽車零件-低壓電線》［2］，美系SAE J1128 《低壓初級(jí)電纜》，國(guó)標(biāo)GB／T 25085《道路車輛60V和600V單芯電線》（等同ISO 6722）， 行標(biāo)QC／T 730 《汽車用薄壁絕緣低壓電線》。

在設(shè)計(jì)工作中，目前國(guó)內(nèi)線束工程師使用比較廣泛的是DIN標(biāo)線FLR以及日標(biāo)線AVS，美標(biāo)導(dǎo)線在美國(guó)品牌車廠中使用，國(guó)標(biāo)線在部分自主品牌中有所使用。

2 汽車德標(biāo)電線與日標(biāo)電線的特點(diǎn)

汽車低壓電線，從結(jié)構(gòu)上分有單芯及多芯2種，從性能角度區(qū)分有屏蔽和未屏蔽2種。未屏蔽電線由金屬導(dǎo)體和絕緣材料層構(gòu)成，最常見導(dǎo)體為電氣銅Cu-ETP1（CW003A）。帶屏蔽電線在絕緣層外覆蓋上一層屏蔽層，常見屏蔽基材為銅或鋁。有些電線由于特殊要求，在金屬導(dǎo)體電鍍上其它金屬材料，如錫、鎳、銀。不同標(biāo)準(zhǔn)的電線，在導(dǎo)體組合結(jié)構(gòu)上以及絕緣層材料上都有各自特點(diǎn)。筆者在此對(duì)德標(biāo)及日標(biāo)的低壓電線作簡(jiǎn)單比較。

2.1 徳標(biāo)導(dǎo)線

德標(biāo)導(dǎo)線常用有薄壁和標(biāo)準(zhǔn)厚壁導(dǎo)線。薄壁導(dǎo)線根據(jù)金屬導(dǎo)體擰合結(jié)構(gòu)的不同，有A型（表1）結(jié)構(gòu)和B型（表2）結(jié)構(gòu)之分，標(biāo)示如圖1所示。常用德標(biāo)導(dǎo)線絕緣材料的標(biāo)示方法以及不同絕緣材料的基本特點(diǎn)見表3。

其中A型電線為中心固定導(dǎo)體對(duì)稱擰合結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體股數(shù)為奇數(shù)。B型電線為中心不固定導(dǎo)體非對(duì)稱擰合，導(dǎo)體股數(shù)為偶數(shù)。B型導(dǎo)線有更好的柔韌性。

表1 A型結(jié)構(gòu)導(dǎo)體［1］

表2 B型結(jié)構(gòu)導(dǎo)體［1］

表3 常見德標(biāo)導(dǎo)線絕緣材料的標(biāo)示方法與特性［2］

2.2 日標(biāo)導(dǎo)線

日標(biāo)汽車低壓電線也有標(biāo)準(zhǔn)壁厚絕緣層和薄壁絕緣層2種類型，最高工作溫度有80℃、85℃、100℃、120℃ 4個(gè)等級(jí)。常見日標(biāo)導(dǎo)線標(biāo)示如圖2所示。汽車常用日標(biāo)導(dǎo)線性能見表4。

表4 常見日標(biāo)導(dǎo)線絕緣材料的標(biāo)示方法與特性［3］

3 德標(biāo)低壓電線在乘用車上的常規(guī)應(yīng)用

在汽車線束設(shè)計(jì)過程中，工程師們會(huì)根據(jù)車身功能的不同，將汽車劃分為發(fā)動(dòng)機(jī)艙、乘客艙和車身底部3個(gè)區(qū)域。在這3個(gè)區(qū)域，線束的工作環(huán)境各不相同。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙區(qū)域布置了發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、冷卻液壺、制動(dòng)液壺等高溫、震動(dòng)及存有液體等部件，所以對(duì)此區(qū)域的電線，不僅在耐溫等級(jí)上有較高要求，而且對(duì)電線絕緣層的耐腐蝕性及抗老化能力也有相對(duì)高的要求。在乘客艙，此區(qū)域處于車身內(nèi)部，線束的工作環(huán)境相對(duì)較優(yōu)，對(duì)電線的耐溫等級(jí)方面要求較低，但是此區(qū)域留給線束的裝配空間比較狹窄，所以要求此區(qū)域的導(dǎo)線絕緣層厚度要薄。另外，此區(qū)域有些部件屬于開閉件，如車門和行李廂蓋，此處的電線隨著車門的開閉而處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)此部位的電線要求有良好的柔韌性。車輛在使用過程中會(huì)經(jīng)過不同的路面，車身底部容易受到來自路面的各種侵襲，如泥沙的飛濺、水或者其它液體的侵蝕，同時(shí)部分導(dǎo)線有可能隨著底盤的跳動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，所以耐腐蝕性、耐老化、良好的機(jī)械性能，都是對(duì)處于這個(gè)部位電線的要求。在整車線束中，發(fā)動(dòng)機(jī)線束比較特殊，它是布置在發(fā)動(dòng)機(jī)本體上，其工作的環(huán)境更加惡劣。這個(gè)區(qū)域除了易受各種有腐蝕性的液體侵襲，另外由于發(fā)動(dòng)機(jī)本體的發(fā)熱，尤其是現(xiàn)在流行的帶增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)本體的溫度會(huì)更高，使發(fā)動(dòng)機(jī)線束一直在一個(gè)高溫的環(huán)境下工作。所以，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)線束的電線，除了要有優(yōu)秀的耐高溫性能，還要有優(yōu)秀的耐腐蝕及抗老化能力。

圖3為國(guó)內(nèi)某車型的輪廓線圖，根據(jù)線束工作環(huán)境溫度不同，將車輛分成A、B、C、D、E 5個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)見表5。

表5 整車溫度場(chǎng)分布

一般A區(qū)域的線束主要布置在儀表板下、頂棚、地板橫梁、門檻、座椅、中央扶手、4個(gè)車門和尾門上，此區(qū)域環(huán)境溫度相對(duì)較低，線束空間小。FLRY-A／B電線有良好的柔韌性和薄壁絕緣層，滿足A區(qū)域的環(huán)境要求，對(duì)開閉件線束，建議選擇FLRY-B電線，因?yàn)锽型結(jié)構(gòu)電線比A型電線結(jié)構(gòu)有更好的柔韌性。

B區(qū)域指氧傳感器、EGR等在線束布置中靠近排氣管高溫區(qū)域的支路，這些支路靠近熱源，且容易受到化學(xué)液體的侵蝕，而且還會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作而振動(dòng)，這些功能支路要求電線有優(yōu)秀的耐高溫能力，同時(shí)要耐腐蝕老化及良好的機(jī)械性能。FLR6Y有優(yōu)秀的耐熱及抗老化能力，同時(shí)有良好的耐腐蝕及機(jī)械性能，滿足這一區(qū)域?qū)﹄娋€的要求。

C區(qū)域線束為發(fā)動(dòng)機(jī)線束，線束依托發(fā)動(dòng)機(jī)本體布置。溫度等級(jí)為125℃。FLR31Y與FLR2X有良好的耐高溫及可靠性，滿足這一區(qū)域電線使用要求，在離排氣管遠(yuǎn)的地方選用FLR31Y，靠近排氣管的支路選用FLR2X。

D區(qū)域常規(guī)功能支路選用常規(guī)薄壁絕緣層電線，F(xiàn)LRY-A／B即可滿足要求，但是如后氧傳感器類功能支路靠近熱源排氣管，選用電線FLR2X。在此區(qū)域，會(huì)有一些大截面積電線被使用，以滿足大電流要求，如電子風(fēng)扇支路、蓄電池線支路、起動(dòng)機(jī)線支路，這些支路一般與其它線束分支單獨(dú)布置，不包扎在一起。這類電線不選擇薄壁電線，而是選擇厚壁絕緣層電線FLYW，以滿足溫度等級(jí)要求和機(jī)械要求。

E區(qū)域易受來自路面雜物的侵襲，包括水或泥沙的侵蝕，甚至路面石子的飛濺沖擊，有的分支段的電線隨著車輪行駛跳動(dòng)而上下跳動(dòng)，要求電線具有良好的耐磨性及機(jī)械性能，同時(shí)要有良好的耐腐蝕性。這個(gè)區(qū)域的功能支路常見有ABS傳感器支路、EPB電機(jī)支路、摩擦片傳感器支路，對(duì)于這些功能支路，在電線絕緣層外一般再增加一層電線保護(hù)套，電線FL4G11Y滿足這些區(qū)域的使用要求。

上述示例僅為國(guó)內(nèi)某車型德標(biāo)電線的選擇應(yīng)用情況。不同的公司，會(huì)有不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，不同車型對(duì)產(chǎn)品的要求也不一樣，這就會(huì)影響在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中對(duì)電線的選擇，甚至是不同工程師設(shè)計(jì)理念的不同，對(duì)電線的選擇也會(huì)有所不同，如在C區(qū)域，有的工程師會(huì)選擇FLR9Y，同樣能滿足產(chǎn)品的性能要求。還有的公司會(huì)要求乘客艙電線絕緣層不允許含有鹵素，因?yàn)楹u素PVC在燃燒過程中會(huì)分解出致命有毒氣體，不利于乘客逃生。另外，車輛使用氣候也是電線選擇時(shí)需要考慮的重要因素，如極寒冷地區(qū)就要考慮電線的耐低溫能力。

4 新型低壓電線在乘用車上的應(yīng)用趨勢(shì)

汽車設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)品輕量化已成為趨勢(shì)，一些除Cu-ETP以外的導(dǎo)體作為新材料在汽車上逐漸得到應(yīng)用，如Al、 CuAg、 CuMg、CuSn等。 Al的導(dǎo)電能力是Cu的2／3［2］， 但是Al的導(dǎo)體密度只有Cu的1／3，滿足輕量化的產(chǎn)品要求，但是由于同等載流能力下，Al電線的導(dǎo)體橫截面積大約是Cu電線的1.5倍，所以目前Al導(dǎo)線只在一些線束裝配空間充裕的地方使用。另外，Al在空氣中易氧化，也是目前限制Al沒有被大面積使用的一個(gè)重要原因。CuAg、CuMg、CuSn等Cu合金導(dǎo)體大幅提升了導(dǎo)線的機(jī)械性能，如0.13 mm2的銅合金導(dǎo)線的機(jī)械性能比0.35銅導(dǎo)線提升約33%［2］， 所以在很多信號(hào)線中，0.13 mm2、0.22 mm2等小線徑在滿足電氣性能的前提下代替0.35mm2的FLRY電線。

5 結(jié)束語

線束設(shè)計(jì)過程中，電線的選擇首先要滿足產(chǎn)品的品質(zhì)要求，其次要考慮產(chǎn)品的成本要求和生產(chǎn)過程中的工藝性?？傊娋€的選擇過程是一個(gè)選擇—驗(yàn)證—再選擇的過程，工程師們要在這個(gè)過程中慢慢積累數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)。

［1］DIN 72551， 道路車輛-低壓電纜 系列標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］Leoni AG， 汽車電線產(chǎn)品手冊(cè)［Z］.

［3］JASO D611， 汽車零件-低壓電線［S］.