覃山珊

摘 要：汽車電線束是汽車關(guān)鍵系統(tǒng)之一，在汽車整車電路的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，如何選擇電線束導(dǎo)線非常關(guān)鍵。倘若導(dǎo)線選擇不當(dāng)，不僅對(duì)汽車電器系統(tǒng)的性能有很大影響，嚴(yán)重的還可能發(fā)生事故。汽車電線束導(dǎo)線的作用是將電器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)建立一條通路將其完全連接起來(lái)，從而使汽車的電器系統(tǒng)的功能得以實(shí)現(xiàn)。本文通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的各種參數(shù)進(jìn)行介紹，導(dǎo)線選型流程及案例的講解，為如何選擇電線束導(dǎo)線提供理論支持。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線;汽車電線束;快速選型

1 引言

隨著人們對(duì)汽車性能要求的提高，科技的高速發(fā)展，帶來(lái)電子控制技術(shù)的普遍應(yīng)用，汽車電線束變得越來(lái)越復(fù)雜。在汽車電線束的設(shè)計(jì)中，導(dǎo)線是通訊的主體，導(dǎo)線的選型需滿足整車的電源傳遞、通訊和可靠性要求。在整車性能不斷提升的同時(shí)，導(dǎo)線的選型設(shè)計(jì)也趨于精細(xì)化。導(dǎo)線選型合理可靠，可有效節(jié)約線束綜合成本，降低線束的總體質(zhì)量，保證汽車安全運(yùn)行。本文主要通過(guò)對(duì)汽車電線束選型中需要重點(diǎn)考慮的幾大因素進(jìn)行討論和分析，對(duì)具體的例子進(jìn)行分析討論，來(lái)實(shí)現(xiàn)選型分析研究與實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中比較好的融合。

2 汽車電線束導(dǎo)線介紹

汽車導(dǎo)線一般為以銅為導(dǎo)體的多芯電纜線，不同規(guī)格的導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的絕緣皮材料、銅絲結(jié)構(gòu)及制作工藝不同。

2.1 導(dǎo)線種類

2.1.1 按照導(dǎo)線的用途來(lái)劃分，汽車導(dǎo)線可以分為以下三類

一是低壓線。低壓線是相對(duì)普遍的導(dǎo)線，在汽車電線束中占比最大。它的構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，就是電線外包一層絕緣層，能夠廣泛使用。

二是屏蔽線和雙絞線。它主要應(yīng)用于弱信號(hào)的電路，例如無(wú)線電天線以及點(diǎn)火信號(hào)線等。屏蔽線是由內(nèi)部電線和屏蔽層組成，屏蔽層可以減少輻射、防止信息被竊聽(tīng)，也可以阻止外部電磁干擾的進(jìn)入，具有更高的傳輸速率。雙絞線由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相纏繞在一起組成。對(duì)于不同的信號(hào)，雙絞線的絞距數(shù)量不同，如CAN線要求為30絞、米。雙絞線可防止外界電磁干擾，降低自身信號(hào)的對(duì)外干擾。

三是高壓線。高壓線造價(jià)相對(duì)較高，主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)當(dāng)中。高壓線表面也包裹了一層橡膠絕緣層，主要就是用于避免高壓區(qū)域可能發(fā)生的電壓泄漏的事故。

2.1.2 根據(jù)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分，常用的導(dǎo)線種類有

一是日標(biāo)線，參照標(biāo)準(zhǔn)：JASO D608、D609、D611。日標(biāo)導(dǎo)線的特點(diǎn)是導(dǎo)線的絕緣皮相對(duì)較薄，而且導(dǎo)線整體的柔韌性也相對(duì)較好。

二是國(guó)標(biāo)線，參照標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 8139。國(guó)標(biāo)導(dǎo)線的特點(diǎn)是導(dǎo)線的延展性比較好，相對(duì)而言比較柔軟，絕緣皮比起其他導(dǎo)線要厚。

三是德標(biāo)線，參照標(biāo)準(zhǔn)：ISO 6722。德標(biāo)導(dǎo)線和日標(biāo)導(dǎo)線的性能相近，也是絕緣皮薄，柔韌性好。

四是美標(biāo)線，參照標(biāo)準(zhǔn)：SAE J1128、SAE J1678、US一 CAR-21。美標(biāo)導(dǎo)線的特點(diǎn)是采用了熱塑性或者是熱固性的彈性體來(lái)做它的絕緣層，并且還通過(guò)輻射的方法對(duì)其進(jìn)行了加工。

2.2 線色

隨著汽車用電設(shè)備的增加，線束中導(dǎo)線的數(shù)量也越來(lái)越多，為了便于識(shí)別和檢測(cè)，通常將導(dǎo)線采用不同的線色。

導(dǎo)線的顏色代號(hào)即為對(duì)應(yīng)英文的首字母，例如黑的英文是Black，它的代號(hào)就是B，粉的英文是Pink，它的代號(hào)就是P。導(dǎo)線分為單色線和雙色線。雙色線中面積比例大的顏色為主色，面積比例小的為輔色。雙色電線的標(biāo)注，第一位為主色，第二位為輔助色。例如主色為紅色，副主色為白色的導(dǎo)線標(biāo)注為“RW”。

2.3 線徑

線徑指導(dǎo)線的標(biāo)稱截面。汽車用德標(biāo)線中，導(dǎo)線線徑一般有0.35、0.5、0.75、1.0、2.0等。導(dǎo)線截面越大允許通過(guò)的電流也就越大。導(dǎo)線線徑選取是否合理，關(guān)系到汽車安全以及成本，是導(dǎo)線選型中極其重要的一步。

3 導(dǎo)線選型的基本原則

導(dǎo)線的選擇需根據(jù)回路中負(fù)載的類型、功率，以及導(dǎo)線的工作環(huán)境來(lái)選取線種、線色、線徑。

3.1 線種選型

3.1.1 根據(jù)使用環(huán)境選擇

導(dǎo)線種類的選取重點(diǎn)考慮線束所處的環(huán)境，確保行車的可靠性、安全性。

例如發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)和其他熱源附近的線束應(yīng)采用耐溫不低于125℃的阻燃電線，其他部位的線束應(yīng)采用耐溫不低于105℃的阻燃電線。如果導(dǎo)線布線在底盤亦或是離地高度較小，或者抖動(dòng)頻率比較高的位置上，需要選用耐磨程度高抗震性能好的導(dǎo)線[2]。如果濕度較高并且有機(jī)會(huì)接觸到腐蝕性液體的話，要考慮選用絕緣層的抗腐蝕性能。車門窗區(qū)域的導(dǎo)線要求耐彎曲性較高，如AVSV導(dǎo)線。底盤車輪附近泥水、沙石較多，這個(gè)區(qū)域?qū)Ь€要求耐腐蝕、耐磨擦。

表1是部分規(guī)格導(dǎo)線可用的范圍，在線束設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以參考此表進(jìn)行設(shè)計(jì)的參考。

3.1.2 根據(jù)用途選擇

對(duì)于某些弱信號(hào)電路和易受干擾的信號(hào)電路，應(yīng)選用雙絞線或屏蔽線，防止其他信號(hào)的干擾，以此來(lái)提高通訊性能從而提高安全性能。弱信號(hào)的電路一般指爆震傳感器、曲軸傳感器、掛檔位置傳感器、選檔位置傳感器和離合控制器位置傳感器等;易受干擾的信號(hào)電路一般指安全氣囊電路、ABS輪速傳感器電路、CD機(jī)上的揚(yáng)聲器和CAN等。

3.2 線色選擇

（1）導(dǎo)線顏色應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QCT 414里的要求進(jìn)行選擇。

（2）導(dǎo)線顏色時(shí)優(yōu)先選用單色，再選擇雙色。

（3）汽車電器的搭鐵線應(yīng)用黑色電線，黑色電線除作搭鐵線外，不做其他用途。傳感器負(fù)極線、信號(hào)負(fù)極線用棕色或棕色為主色的導(dǎo)線。

（4）主電源線，如電瓶正極線、啟動(dòng)馬達(dá)線要選用紅色，其他電源線優(yōu)先考慮紅色、橙色、粉色。

（5）同一插件內(nèi)的導(dǎo)線盡量選擇不同顏色。

3.3 線徑選型

線徑選擇是電線束導(dǎo)線選型中最重要的一步。選定導(dǎo)線種類后，可以參考電氣參數(shù)需求進(jìn)行導(dǎo)線截面選擇及驗(yàn)驗(yàn)證。常用的選擇方法有兩種：

（1）理論計(jì)算法：根據(jù)用電設(shè)備額定電流及導(dǎo)線供應(yīng)商提供的導(dǎo)線參數(shù)表，按照環(huán)境溫度下導(dǎo)線額定載流量大于負(fù)載原則， 初步選定線徑。再按照導(dǎo)線煙化時(shí)間大于熔斷器熔斷時(shí)間來(lái)進(jìn)行匹配校核。最小的發(fā)煙電流應(yīng)大于135%保險(xiǎn)絲容量。假設(shè)選取的保險(xiǎn)絲容量為5A（易熔），則最小發(fā)煙電流=5×135%=6.75A，由發(fā)煙開(kāi)始時(shí)間表可知選擇線徑為0.5的導(dǎo)線時(shí)，發(fā)煙開(kāi)始時(shí)間在1000s以上。由易熔保險(xiǎn)載流時(shí)間表可知，過(guò)載135%時(shí)保險(xiǎn)載流的最大持續(xù)時(shí)間為600s<1000s，說(shuō)明該保險(xiǎn)達(dá)到了保護(hù)線路的目的，可以選擇0.5的導(dǎo)線。反之則選擇大一號(hào)的導(dǎo)線規(guī)格重新進(jìn)行計(jì)算核對(duì)。

（2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)快速選型法：分別進(jìn)行保險(xiǎn)熱熔電流測(cè)試及電線承載電流-溫升測(cè)試，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)導(dǎo)線與保險(xiǎn)的匹配關(guān)系表。在線束設(shè)計(jì)中根據(jù)負(fù)載電流選擇保險(xiǎn)規(guī)格，根據(jù)保險(xiǎn)規(guī)格對(duì)照表格快速初選線徑，再根據(jù)負(fù)載電流校核線徑是否滿足要求。

下文著重對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)快速選型法進(jìn)行介紹。

因?yàn)閷?dǎo)線本身具有阻抗，導(dǎo)線越長(zhǎng)阻抗越大，當(dāng)導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)后，即使回路短路，電壓由于被導(dǎo)線所分擔(dān)，會(huì)導(dǎo)致短路電流過(guò)小而不能快速熔斷保險(xiǎn)絲[3]。這點(diǎn)在慢熔保險(xiǎn)與導(dǎo)線的匹配中尤為明顯，因此在線束設(shè)計(jì)中要考慮導(dǎo)線的長(zhǎng)度，進(jìn)行慢熔保險(xiǎn)熱熔電流測(cè)試時(shí)，可選取幾種常用的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)試。在保險(xiǎn)熱熔電流測(cè)試及電線承載電流-溫升測(cè)試中，還需考慮多匝導(dǎo)線聚熱對(duì)溫升的影響，故應(yīng)進(jìn)行單匝及多匝導(dǎo)線通電試驗(yàn)。

（1）在車用電器回路中，保險(xiǎn)起到保護(hù)導(dǎo)線的作用，在設(shè)計(jì)時(shí)可先選擇保險(xiǎn)，再選擇導(dǎo)線。為方便快速根據(jù)保險(xiǎn)選擇匹配的導(dǎo)線線徑，進(jìn)行保險(xiǎn)熱熔電流測(cè)試，整理電線-保險(xiǎn)匹配關(guān)系表格，作為初選線徑依據(jù)。以日標(biāo)AVSS為例，表2為AVSS導(dǎo)線與保險(xiǎn)匹配關(guān)系表。根據(jù)表格，例如某回路的保險(xiǎn)為20A快熔保險(xiǎn)，應(yīng)選擇1.25 AVSS導(dǎo)線進(jìn)行下步負(fù)載電流校核。

（2）校核所選用的導(dǎo)線線徑是否能滿足負(fù)載電流要求。根據(jù)電線承載電流-溫升測(cè)試，整理電線-電流匹配關(guān)系表格，作為線徑校核依據(jù)。

3.4 實(shí)例

洗滌回路導(dǎo)線線徑的選擇：洗滌回路共用刮水回路C型保險(xiǎn)15A，洗滌電機(jī)正常工作電流1.5A，洗滌回路接電機(jī)線徑的快速選擇步驟如下：

（1）根據(jù)表2所示：15A保險(xiǎn)最小匹配線徑：0.85mm2，初選導(dǎo)線為AVSS 0.85。

（2）根據(jù)表3所示：0.85mm2可承載電流7.5A>1.5A，校核后正極線徑AVSS 0.85滿足要求。

（3）選定洗滌回路接電機(jī)線徑為0.85。

4 導(dǎo)線選型的其他考慮因素

4.1 端子壓接要求

若導(dǎo)線連接的插件為指定插件，導(dǎo)線選取應(yīng)結(jié)合插件匹配的端子壓接范圍，護(hù)套孔位大小來(lái)選取。

4.2 共保險(xiǎn)電源線

整車電路中，存在回路保險(xiǎn)共用情況，共保險(xiǎn)的負(fù)載電源線徑應(yīng)都滿足保險(xiǎn)的匹配。

4.3 導(dǎo)線電壓降

傳統(tǒng)車汽車電系屬于低壓供電，電線越長(zhǎng)，截面越小，在它的末端得到的電壓就越小。對(duì)于燈具這些對(duì)電壓比較敏感的負(fù)載，還需校核導(dǎo)線的電壓降，當(dāng)電壓降超出可接受范圍時(shí)需增大導(dǎo)線截面來(lái)保證負(fù)載的工作電壓。

以燈具為例，燈負(fù)載的最佳工作電壓為24.0V-28V，線徑選擇過(guò)小時(shí)電壓降較大，直接影響燈泡的亮度，反之線徑選擇過(guò)大時(shí)則有可能影響燈泡的壽命甚至燒壞燈泡。因此，針對(duì)燈具此類特殊的回路需要根據(jù)其工作電壓統(tǒng)籌考慮其導(dǎo)線的線徑。

4.4 平臺(tái)化及可靠性

對(duì)于整車電線束，導(dǎo)線選型應(yīng)平臺(tái)化，在確認(rèn)了前期市場(chǎng)沒(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題之后，可延用原選型方案及供應(yīng)商。

4.5 輕量化設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)代汽車逐漸趨向于輕量化，因此在選用導(dǎo)線的時(shí)候也要把這一因素考慮進(jìn)去。在同樣性能要求的情況下，盡可能選用薄壁或者載流量相同而口徑小的導(dǎo)線，這對(duì)汽車輕量化能夠有一定的幫助。

4.6 成本優(yōu)化

在滿足汽車設(shè)計(jì)要求的前提下，可以通過(guò)優(yōu)化線束布置以及選擇相對(duì)實(shí)惠的在標(biāo)準(zhǔn)之上的線束，這樣能滿足設(shè)計(jì)的實(shí)惠性。當(dāng)然，不能一昧從線束角度考慮成本問(wèn)題，這是不科學(xué)的。[4]

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的分析，充分考慮了電線束導(dǎo)線選型的幾大要素。文中介紹了一種導(dǎo)線快速選型方法，對(duì)于線束設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，還可能存在各種各樣意想不到的問(wèn)題，只有通過(guò)不斷的總結(jié)和積累，才能使電線束設(shè)計(jì)水平繼續(xù)提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]汽車電器.汽車電器雜志.2001.

[2]JASO.D618.汽車零件-低壓電線的試驗(yàn)方法.

[3]劉有志.淺析汽車線束導(dǎo)線的選型設(shè)計(jì).安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心.

[4]焦年海.從技術(shù)角度降低汽車線束成本.華晨汽車工程研究院.2016.