王 宇， 馬 良， 張 成， 楊冬冬， 王天洋

（一汽奔騰轎車有限公司智能網(wǎng)聯(lián)開發(fā)院， 吉林 長春 130012）

根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的調(diào)查結(jié)果顯示，汽車輕量化對(duì)整車的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、安全性、制動(dòng)性及排放都有很大改善。研究表明，如果整車質(zhì)量降低10%，燃油車燃油消耗可降低6%～8%；車重每減輕100kg，燃油車百公里油耗可降低0.3～0.6L，CO2排放量可減少約5g/km；電動(dòng)車電耗可減少0.4kWh/100km，續(xù)駛里程可增加約13km。此外，車重每減輕100kg，0—100km/h加速時(shí)間可減少0.3～0.5s，操控的靈敏性提升，同時(shí)可降低碰撞過程中前圍的入侵，減小制動(dòng)距離。汽車整車的輕量化研究已成為業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)，而隨著汽車電氣功能的增加，線束作為連接各電氣系統(tǒng)的橋梁也越來越復(fù)雜，線束分支也變得越重越粗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛B級(jí)汽車的線束使用量已達(dá)1.5～2km，質(zhì)量在25kg左右。本文將從線束輕量化設(shè)計(jì)方法及實(shí)施評(píng)價(jià)維度展開介紹、分析。

1 線束輕量化設(shè)計(jì)方法分析

線束輕量化設(shè)計(jì)方法包括線束拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化、電器件布置及原理控制方案優(yōu)化、附件選型優(yōu)化、材料優(yōu)化、工藝優(yōu)化等方面，下面將分別展開介紹。

1.1 線束拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

不同的主機(jī)廠，線束設(shè)計(jì)的理念及車間裝配工藝不同，使得線束的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也不盡相同，但基本上可以分為整體式、功能分段式、區(qū)域分段式等形式，大都采用H型和E型相結(jié)合的布置形式，避免線束回轉(zhuǎn)重復(fù)，導(dǎo)致線束成本和質(zhì)量的增加。德系車通常使用整體式線束布置，而日系、美系及國內(nèi)大多數(shù)自主品牌多是按照功能和區(qū)域來進(jìn)行分段。

從線束成本及輕量化角度，整體式線束布置比較有優(yōu)勢(shì)，會(huì)整合前部線束、儀表板線束、車身線束、頂棚線束等，節(jié)約了線對(duì)線的對(duì)接及相關(guān)支架，減少質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，但車間裝配難度大，售后維修不方便，維護(hù)成本高，而分區(qū)域分段式線束布置，線束裝配及維修都較為便利。在此基礎(chǔ)上，也可以對(duì)部分線束進(jìn)行整合，如將頂棚線束、化妝鏡照明線束、車身線束整合為一種，同時(shí)在前期開發(fā)過程中盡量減少因裝配原因所增加的過渡線束（如4門過渡線束、副儀表板過渡線束等），都可以有效減輕線束的成本及質(zhì)量。

線束布置路徑及走向是否合理，也會(huì)直接影響線束的成本及質(zhì)量。電動(dòng)尾門控制器（PLG） 布置在車輛左后方，線束走向有優(yōu)化空間。更改右撐桿線束走向，減少線束繞行距離，成本可降低約4.8元，降重約37g。如圖1、圖2所示。

圖1 原有電動(dòng)尾門控制器及撐桿線束布置路徑

圖2 優(yōu)化后電動(dòng)尾門控制器及撐桿線束布置路徑

1.2 電器件布置及原理控制方案

線束是為整車電氣功能服務(wù)的，為相關(guān)控制器、傳感器、執(zhí)行器提供供電、供地及信號(hào)控制回路。如果整車電器件布置合理，可有效縮短線束布置路徑，減短供電、供地及相同系統(tǒng)功能內(nèi)信號(hào)回路距離，從而達(dá)到降本減重的目的。應(yīng)用方案舉例如下。

1） 為減短線束走向長度，通常將導(dǎo)線數(shù)量較多、線徑較粗的回路所連接的電器件布置在同側(cè)臨近的位置，如蓄電池配電盒、機(jī)艙配電盒、儀表板配電盒、EPS等。

2） 優(yōu)化供電、搭鐵分配，如機(jī)艙配電盒先分配到儀表板配電盒，再給周邊零件供電；合理進(jìn)行供電回路的合并及熔斷絲容量的設(shè)定，避免低負(fù)載供電回路掛在相對(duì)大的熔斷絲下所造成線束線徑的冗余設(shè)計(jì)；結(jié)合各電器零件的電氣功能、負(fù)載特性、安全等級(jí)，根據(jù)電器控制原理，進(jìn)行整合優(yōu)化、合并組合，減少熔斷絲和繼電器的數(shù)量；搭鐵點(diǎn)就近搭鐵，合理規(guī)劃布置位置及整合方案。

3） 配電盒模塊化設(shè)計(jì)采用拼接式配電盒（插線式），根據(jù)配置需求增減繼電器及熔斷絲插座。可實(shí)現(xiàn)降重、降成本，并提升配電盒的通用性，見圖3。

4） 同系統(tǒng)控制器、傳感器、執(zhí)行器盡量布置在同一段線束內(nèi)，減少不同線束分段的對(duì)接回路數(shù)量。如空調(diào)控制器盡量和其溫度傳感器、模式風(fēng)門電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等布置在同一段線束上。

5） 通過對(duì)各電氣功能進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，可有效減少電器件的數(shù)量，從而減少線束連接回路，減輕線束質(zhì)量。如車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI系統(tǒng)） 集成了音響、儀表（主機(jī)集中完成圖像處理，組合儀表僅作為顯示單元）、全景影像控制器、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、車載遠(yuǎn)程通信終端等功能，極大地減少了由于原來各系統(tǒng)分散布置所導(dǎo)致線束回路的增加。車身控制器（BCM） 集成相關(guān)控制繼電器（如供電擋位繼電器、雨刮繼電器、噴水繼電器、喇叭繼電器等），可節(jié)省線束控制回路，降本減重。

6） 開關(guān)功能虛擬化，將部分實(shí)體開關(guān)集成在娛樂系統(tǒng)的大屏中，減少實(shí)物按鍵，同樣可減少線束連接回路，降本減重。

7） 通過以太網(wǎng)、CAN總線、LIN線等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更多信號(hào)的傳輸，有效降低控制信號(hào)回路的數(shù)量，但需要注意為保證整車網(wǎng)絡(luò)的電阻匹配，防止信號(hào)反射，在終端設(shè)置終端電阻，將終端電阻設(shè)計(jì)在作為標(biāo)準(zhǔn)配置的節(jié)點(diǎn)中，并且要將該終端節(jié)點(diǎn)放置在整車線束最遠(yuǎn)端，同時(shí)對(duì)于總線的支線長度需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。故需合理規(guī)劃線束走線，避免繞線。

1.3 線束附件選型

1.3.1 線種選型優(yōu)化

汽車導(dǎo)線是線束系統(tǒng)最重要的組成部分。線束總成包括導(dǎo)線、配電盒、熔斷絲、繼電器、插接件、外保護(hù)材料、定位件、支架等附件，其中導(dǎo)線質(zhì)量占比70%以上，是線束輕量化最重要的分析對(duì)象。目前，線束中薄壁、超薄壁、細(xì)線徑導(dǎo)線的應(yīng)用已成為主流。目前導(dǎo)線的種類主要按標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分，有國標(biāo)線（QVR）、日標(biāo)線（AVSS）、德標(biāo)線（FLRY）、美標(biāo)線（TWE） 等幾大類，國內(nèi)主機(jī)廠大都采用日標(biāo)線或德標(biāo)線，不同線種其絕緣皮厚度、材料各不相同。日系、德系常用0.5mm2導(dǎo)線參數(shù)對(duì)比見表1，從中可以看出選擇合適的導(dǎo)線可有效降低導(dǎo)線質(zhì)量。

表1 日系、 德系常用0.5mm2導(dǎo)線參數(shù)對(duì)比

為提升EMC性能，雙絞線和屏蔽線常被應(yīng)用于易受干擾的信號(hào)回路，在相關(guān)控制系統(tǒng)參數(shù)許可的范圍內(nèi)，由于相同長度的雙絞線比屏蔽線輕30%左右，所以優(yōu)先考慮選擇雙絞線。

1.3.2 線徑設(shè)計(jì)優(yōu)化

合理地選擇導(dǎo)線的種類、設(shè)計(jì)導(dǎo)線的線徑及與熔斷絲的匹配關(guān)系，直接影響到整車的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)負(fù)載的大小，合理地選擇導(dǎo)線的線徑，既能保證電線束的品質(zhì)，又能降低成本和自身的質(zhì)量、節(jié)省空間［1］。導(dǎo)線線徑的設(shè)計(jì)選型方法，這里不再贅述，可參見汽車電器2015年第4期《汽車電線束與熔斷器的匹配設(shè)計(jì)》作為設(shè)計(jì)參考。

從表2中可以看到，不同線徑的導(dǎo)線質(zhì)量不同，故能否做到優(yōu)化導(dǎo)線線徑的設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)線束整體質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。經(jīng)測(cè)算，僅在某一項(xiàng)目中，通過優(yōu)化導(dǎo)線線徑，不同車型降成本額度為39.89～62.85元，降重約1kg，取得了很好的降本減重效果。需要注意的是，優(yōu)化線徑時(shí)不僅僅需要考慮導(dǎo)線的承載能力及與熔斷絲的匹配性，還需要關(guān)注實(shí)際工況下，線束所處的環(huán)境溫度、機(jī)械強(qiáng)度、振動(dòng)耐磨等因素。

表2 AVSS不同線徑導(dǎo)線參數(shù)對(duì)比

當(dāng)前國內(nèi)主機(jī)廠信號(hào)線多采用0.5mm2或0.35mm2的純銅導(dǎo)線，暫無大量應(yīng)用0.13mm2導(dǎo)線案例，信號(hào)回路實(shí)際電流在mA 級(jí)別，導(dǎo)線的承載能力大于實(shí)際電流需求，可通過應(yīng)用極細(xì)0.13mm2導(dǎo)線，探索線束降重方案。各規(guī)格導(dǎo)線成本、質(zhì)量對(duì)比如圖4所示。

圖4 各規(guī)格導(dǎo)線成本、 質(zhì)量對(duì)比

0.13mm2導(dǎo)線多為合金導(dǎo)線，這是因?yàn)閷?duì)比0.5mm2或0.35mm2的純銅導(dǎo)線，如果0.13mm2導(dǎo)線依然用純銅導(dǎo)線，其銅絲較少，在壓接或焊接過程中，易出現(xiàn)跑絲、斷絲等問題，故需要通過Sn、Mg、Ag等金屬來提升其機(jī)械性能。因?yàn)楹辖鸾饘俚牟町?，合金價(jià)格CuAg＞CuMg＞CuSn。

由于0.13mm2導(dǎo)線應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較少，故建議主機(jī)廠優(yōu)先選擇工作環(huán)境較好的駕駛室內(nèi)作為本技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，主要選擇應(yīng)用在儀表板線束及車身線束相關(guān)回路中。在某一項(xiàng)目中，通過0.13mm2導(dǎo)線的應(yīng)用（主要考慮端子選型適配的信號(hào)回路），大約可減重425g。

1.3.3 插接件及端子輕量化選型

連接器由壓接導(dǎo)線的金屬端子和使端子相互絕緣的塑料插接件所組成，是線束的重要組成部分，占整車線束質(zhì)量的15%左右。端子和插接件輕量化、小型化的開發(fā)，也是線束輕量化應(yīng)用的重要方向。

根據(jù)對(duì)國內(nèi)3家自主品牌同一級(jí)別車型上連接器應(yīng)用情況的調(diào)查結(jié)果，配合端子片寬2.8型號(hào)以下的插接件占整體的70%以上，占據(jù)主導(dǎo)地位。連接器端子的小型化趨勢(shì)為小電流0.64系列，中電流1.5系列，大電流2.8系列為主導(dǎo)。典型應(yīng)用例子有住友的EE系列及TE的MQS、NanoMQS系列，這類端子被廣泛應(yīng)用在信號(hào)回路上，降低了插接件的規(guī)格尺寸。圖5為TE公司MQS與Nano MQS系列產(chǎn)品質(zhì)量、體積參數(shù)的對(duì)比。

圖5 TE公司MQS與Nano MQS系列產(chǎn)品質(zhì)量、 體積參數(shù)對(duì)比

小型化連接器需重點(diǎn)關(guān)注端子保持力、抗拉強(qiáng)度、帶載溫升、耐振動(dòng)、接觸電壓降、接觸電阻等性能指標(biāo)，保證連接器的機(jī)械性能和電器性能。

1.3.4 熔斷絲、繼電器輕量化選型

在熔斷絲、繼電器的選型開發(fā)過程中，在滿足電氣性能及裝配要求的前提下，通過選用小型化的熔斷絲和繼電器，能實(shí)現(xiàn)其質(zhì)量和占位體積的優(yōu)化，并優(yōu)化配電盒的設(shè)計(jì)空間。常用插片式熔斷絲和慢熔熔斷絲的示意見圖6、圖7。

圖6 常用插片式熔斷絲示意圖

圖7 常用慢熔熔斷絲的示意圖

輕量化、小型化熔斷絲、繼電器的參數(shù)對(duì)比見圖8、圖9。

圖8 輕量化、 小型化熔斷絲參數(shù)對(duì)比

圖9 輕量化、 小型化繼電器參數(shù)對(duì)比

對(duì)于繼電器的選取，在滿足負(fù)載使用要求的前提下，針對(duì)不同負(fù)載需求可盡量選擇小型化的產(chǎn)品，如對(duì)于負(fù)載小于20A的供電回路，可選擇超小型繼電器（圖10），質(zhì)量約10g。

圖10 超小型繼電器產(chǎn)品示意

1.3.5 支架等保護(hù)材料優(yōu)化選型

線束在整車前期開發(fā)布置過程中，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)，可采用支架、橡膠件、包裹材料等多種保護(hù)方式。為實(shí)現(xiàn)降重的目標(biāo)，根據(jù)實(shí)車應(yīng)用環(huán)境，可通過以下優(yōu)化方案。

1） 減少線束專有金屬支架的應(yīng)用，用高強(qiáng)度的塑料支架替代或與其他支架整合應(yīng)用。

2） 盡量利用車身上的固定結(jié)構(gòu)或利用特殊定位件來代替塑料支架，起到保護(hù)和約束線束走向的目的，如某車型通過取消左右A柱處的線束對(duì)接支架，可實(shí)現(xiàn)降重172g，降本10.56元。

3） 對(duì)于部分密封性要求低的區(qū)域，用發(fā)泡材料替代橡膠件。

4） 合理選裝線束外部包裹材料及包裹方法。線束常見的包裹材料主要包括：PVC膠帶、絨布膠帶、耐磨膠帶、PVC套管、波紋管、耐磨纖維管、隔熱鋁箔、套管等。常見的包裹方法包括點(diǎn)纏、花纏、密繞等。通過不同的包裹材料及方法，可實(shí)現(xiàn)線束的耐磨性、美觀性、降噪性、隔熱性等要求。在線束前期布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)線束走向的周邊環(huán)境，盡量地選取低成本的、簡(jiǎn)潔輕便的線束包裹材料及包裹方法，更好地減輕線束質(zhì)量。

1.4 線束材料優(yōu)化

和銅導(dǎo)線相比，鋁導(dǎo)線由于質(zhì)量和成本方面的優(yōu)勢(shì)，正在越來越多地應(yīng)用到汽車線束的輕量化設(shè)計(jì)中。

圖11為鋁價(jià)及銅價(jià)的走勢(shì)圖。銅價(jià)自2005年以來持續(xù)上升，給整車線束成本帶來了巨大的成本壓力，因此行業(yè)內(nèi)正在積極開發(fā)鋁導(dǎo)線的替代方案。鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體的物理性能對(duì)比如表3所示。

圖11 鋁價(jià)及銅價(jià)走勢(shì)圖

表3 鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體的物理性能參數(shù)對(duì)比

從表3可以看出，選擇鋁導(dǎo)線替代銅導(dǎo)線，兩種相比，鋁的導(dǎo)電率大約只有銅的2/3，鋁的密度大約只有銅的1/3，故在輸送相同電量的情況下，鋁線的質(zhì)量大約為銅線的一半，因此，鋁導(dǎo)線在降重方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。目前，市場(chǎng)上已經(jīng)開發(fā)出0.5～2.5mm2的小線徑導(dǎo)線、3～8mm2的中線徑導(dǎo)線及10～160mm2的電源動(dòng)力線導(dǎo)線。整車各部位鋁導(dǎo)線應(yīng)用方針如圖12所示，其中傳統(tǒng)用在汽車電源線的銅導(dǎo)線正逐漸被鋁導(dǎo)線所替代，降重效果也最為明顯。表4為載流量大體相同的鋁導(dǎo)線與銅導(dǎo)線的參數(shù)對(duì)比，從表中可以看出，不同線徑的鋁導(dǎo)線相比銅導(dǎo)線可降低質(zhì)量26%～44%。

表4 相同載流量的鋁導(dǎo)線與銅導(dǎo)線的參數(shù)對(duì)比

圖12 整車各部位鋁導(dǎo)線應(yīng)用方針

對(duì)于電源動(dòng)力線，由于鋁導(dǎo)線的線徑較銅導(dǎo)線大，不容易裝配，可使用鋁排導(dǎo)線來解決車輛電源動(dòng)力線的布置問題。鋁排是由單根鋁棒加上絕緣材料成型而成的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)連接排，在出廠時(shí)可根據(jù)整車布置的需要做相關(guān)彎曲造型，如圖13所示。對(duì)于相同載流量的銅導(dǎo)線及鋁導(dǎo)線，鋁排結(jié)構(gòu)的線束可有效減少線束的粗度，優(yōu)化線束空間布局，并可大大降低線束的質(zhì)量，如圖14所示。

圖13 鋁排線束的彎曲造型

圖14 鋁排線束的布線空間要求對(duì)比

由于鋁本身的特性原因，其抗拉強(qiáng)度要弱于銅導(dǎo)體，因此不適合加工成鋁端子與車上的其他部件連接，只能考慮采用銅端子與鋁導(dǎo)線連接。同時(shí)，由于鋁的電極電位低，本身極易被氧化，有以下幾方面的問題需要解決。

1） 端子壓接鋁導(dǎo)線拉脫力低的問題：可通過優(yōu)化端子壓接部位結(jié)構(gòu)來提升，如增加錐形凸點(diǎn)的壓筋結(jié)構(gòu)或鋸齒邊的倒錐形結(jié)構(gòu)，可以增加端子與導(dǎo)線壓接接觸面積和端子壓接的拉脫力；同時(shí)，也可通過在鋁線中添加金屬來提升壓接的保持力。如某鋁合金電線中包含了Al、Fe、Cu、Mg元素，銅元素可增加合金的電阻穩(wěn)定性；鐵元素提高合金的抗蠕變性，避免由于蠕變引起的松弛問題；鎂元素在同樣的界面壓力下，能夠使接觸點(diǎn)具有更高的抗拉強(qiáng)度［2］。

2） 鋁導(dǎo)線與銅端子接觸部位的電化學(xué)腐蝕問題：從表3可以看出，Cu的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為0.34V，AL的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.66V，電位差相差較大，當(dāng)銅、鋁直接接觸時(shí)，空氣中水分、二氧化碳和其他雜質(zhì)形成電解質(zhì)環(huán)境，在其作用下產(chǎn)生電偶腐蝕（電偶腐蝕就是由于電位不同，異種金屬彼此接觸或通過其他導(dǎo)體連通，處于同一介質(zhì)中，造成異種金屬接觸部位的局部腐蝕，亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕）。

要防止銅端子、鋁導(dǎo)線的電偶腐蝕，關(guān)鍵是連接部位要與潮濕或鹽化的環(huán)境之間做好隔絕措施。某新型端子壓接徑向剖面如圖15所示［3］，整個(gè)端子的壓接區(qū)域不與空氣直接接觸，提升了氧化防腐效果。

圖15 端子壓接徑向剖面圖

在壓接端子的外部，為更好地提高防腐效果，還需要通過使用密封膠的形式提高密封效果，其他的常規(guī)密封方式有：雙壁熱縮管密封或熱熔膠密封，可較好地隔絕空氣與腐蝕液體。

3） 標(biāo)準(zhǔn)電位越低，還原能力越強(qiáng)，越容易失去電子，變成正離子，也越容易被氧化。鋁導(dǎo)體就是這樣，即便在常溫下，也極易被氧化為三氧化二鋁（Al2O3）。這種很薄的氧化層膜雖然阻止了氧向鋁導(dǎo)體內(nèi)部擴(kuò)散，起到了抗腐蝕保護(hù)的作用，但其良好的絕緣效果，也阻止了電子從一個(gè)鋁基材導(dǎo)體向另一個(gè)鋁基材導(dǎo)體移動(dòng)，即電子只能在鋁基材本體內(nèi)移動(dòng)。如圖16所示，鋁導(dǎo)體中的電子只能在單根鋁絲中移動(dòng)，而無法在鋁絲與鋁絲之間移動(dòng)。如果在一束鋁芯線中存在部分?jǐn)嘟z現(xiàn)象，那么這些斷絲中的電子運(yùn)動(dòng)就被阻斷，相比于斷絲前的鋁導(dǎo)線，其電阻值將會(huì)增加，導(dǎo)電性能將會(huì)降低。通過將鋁導(dǎo)線與銅端子進(jìn)行超聲波焊接，可以有效地破壞鋁絲表面的氧化膜，實(shí)現(xiàn)電子在不同鋁絲導(dǎo)體之間的自由移動(dòng)，同時(shí)使端子的銅基材與導(dǎo)線的鋁基材之間實(shí)現(xiàn)分子層面的熔合，從而達(dá)到良好的電氣性能。鋁導(dǎo)線焊接前后電子在導(dǎo)體中移動(dòng)軌跡的變化如圖17所示［4］。目前鋁導(dǎo)線與銅端子常用的焊接方式有：摩擦焊、超聲波焊和等離子焊。

圖16 電子在銅導(dǎo)體和鋁導(dǎo)體中的移動(dòng)軌跡對(duì)比

圖17 焊接前后電子在鋁導(dǎo)體中移動(dòng)軌跡變化對(duì)比

1.5 焊點(diǎn)工藝優(yōu)化

通過合理設(shè)計(jì)焊點(diǎn)的位置，盡量延長信號(hào)的主回路，靠近具體的應(yīng)用設(shè)備端設(shè)置焊點(diǎn)，減少焊點(diǎn)分支的長度；同時(shí)做好焊點(diǎn)平衡，單側(cè)回路數(shù)多或線徑較粗的回路盡量短，以達(dá)到減短同一信號(hào)回路長度及粗度的目的。

2 實(shí)施評(píng)價(jià)維度展開介紹、分析

線束設(shè)計(jì)過程中的各種輕量化方案，最終是否實(shí)施，可以從價(jià)重比及技術(shù)成熟度去判斷、評(píng)價(jià)是否開展。

2.1 輕量化價(jià)重比的評(píng)價(jià)

2.1.1 燃油車

根據(jù)某團(tuán)隊(duì)的調(diào)研，不同級(jí)別的汽車，每降0.1L油耗需要的代價(jià)見表5。如果某一SUV車型，每降重100kg，降低油耗0.3～0.6L，以0.3L為參考，可減少成本474×3=1422元，約為14.22元/kg。

表5 不同級(jí)別的汽車每降0.1L油耗代價(jià)對(duì)比

同時(shí)從用戶使用角度來說，減重100kg，降低油耗0.3L/100km，油價(jià)約6.5元/L，用戶行駛里程按10萬km計(jì)算，減重100kg，節(jié)約成本0.3×1000×6.5=1950元，約為19.5元/kg。

從材料成本緯度，車身的材料成本約為13元/kg。

綜合判斷，燃油車輕量化價(jià)重比為20元/kg較為合理（不同主機(jī)廠要求可能不一致），如圖18所示，在線束設(shè)計(jì)過程中，優(yōu)先考慮既能降成本又能減重的方案，其次考慮輕量化價(jià)重比≤20元/kg的方案，根據(jù)需求考慮價(jià)重比＞20元/kg的方案。

圖18 輕量化對(duì)成本和綜合效益的關(guān)系模型

2.1.2 電動(dòng)車

對(duì)于電動(dòng)車，輕量化有助于增加續(xù)駛里程或相同里程降低電量，帶來顯性溢價(jià)。車重每減輕100kg，續(xù)駛里程可增加約13km，節(jié)約電量1.7kWh，電耗可減少0.4kWh/100km。

根據(jù)續(xù)駛里程，如果每增加50km可以溢價(jià)8000元，則降重100kg，增加溢價(jià)8000/50×13=2080元，價(jià)重比為20.8元/kg。

如果電池價(jià)格為750元/kWh，則降重100kg，節(jié)約電池成本1.7×750=1275元，價(jià)重比為14.3元/kg（×100kg減去11kg電池質(zhì)量）。

如果用戶平均使用100000km，則降重100kg，電耗溢價(jià)0.4×1000=400元，價(jià)重比為4元/kg。

綜合判斷，電動(dòng)車輕量化價(jià)重比為25元/kg較為合理（不同主機(jī)廠要求可能不一致）。

以上所述為顯性溢價(jià)，降重還可為整車的加速性、安全性、制動(dòng)性、轉(zhuǎn)向性能等帶來改善，形成隱性溢價(jià)。

2.2 技術(shù)成熟度等級(jí)界定

如表6所示，將產(chǎn)品技術(shù)成熟度劃分為不同等級(jí)，以便主機(jī)廠判斷實(shí)施輕量化提案的風(fēng)險(xiǎn)性，并逐步提升能力水平。

表6 技術(shù)成熟度等級(jí)界定

3 結(jié)束語

在《中國制造2025》中，關(guān)于汽車發(fā)展的整體規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)了“輕量化仍然是重中之重”，電線束作為重要的汽車零部件，也必將向輕量化的方向發(fā)展，為整車的節(jié)能減耗、降本增效提供積極應(yīng)對(duì)方案。