汽車(chē)低壓線(xiàn)束中常見(jiàn)的幾種二極管的裝配方式

張紅濤，張景光，張　　玲（長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司北京研究院，北京　100195）

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汽車(chē)低壓線(xiàn)束中常見(jiàn)的幾種二極管的裝配方式

張紅濤，張景光，張玲
（長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司北京研究院，北京100195）

摘要：隨著汽車(chē)電子電器配置的不斷提高和零部件通用化的逐步提高，越來(lái)越多的平臺(tái)化產(chǎn)品或借用件應(yīng)用在改款車(chē)型上?；谶@種對(duì)開(kāi)發(fā)周期和開(kāi)發(fā)費(fèi)用都投入較小的項(xiàng)目，借用更多的平臺(tái)化產(chǎn)品，更能有效地縮短開(kāi)發(fā)周期并降低開(kāi)發(fā)成本。但在將各種平臺(tái)化產(chǎn)品糅合在一起的過(guò)程中，不同使用狀態(tài)下各控制器的需求有所不同，這就出現(xiàn)了在線(xiàn)束總成上外掛汽車(chē)級(jí)二極管來(lái)進(jìn)行信號(hào)攔截的現(xiàn)象。本文針對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中常見(jiàn)的線(xiàn)束上外掛二極管的使用情況進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)，在描述各方案的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，列出其優(yōu)缺點(diǎn)，以便給同行業(yè)人員提供部分設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：二極管；低壓線(xiàn)束；汽車(chē)

隨著汽車(chē)電子電器配置的逐步提升和零部件通用化的逐步提高，后期開(kāi)發(fā)的車(chē)型或多或少地借用之前的產(chǎn)品。在把不同車(chē)型或不同配置上的零部件逐步糅合在同一輛車(chē)型上的時(shí)候，產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初沒(méi)有考慮到的設(shè)計(jì)缺陷逐漸凸顯出來(lái)。各借用件之間的需求信號(hào)有時(shí)相同，有時(shí)又不同，導(dǎo)致車(chē)輛在不同狀態(tài)下，給到相關(guān)零部件的信號(hào)產(chǎn)生區(qū)別，這種矛盾的產(chǎn)生必不可免。

如果為了消除這種信號(hào)不統(tǒng)一帶來(lái)的問(wèn)題而重新設(shè)計(jì)零部件，一則新產(chǎn)品需要較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期和試驗(yàn)驗(yàn)證周期，這對(duì)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)度存在重大影響，對(duì)于一些短平快的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，周期更不能滿(mǎn)足。二則如果重新開(kāi)發(fā)零部件，就無(wú)形中增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，從而分?jǐn)偟秸?chē)中，對(duì)于整車(chē)成本存在沖擊，在如今各項(xiàng)目成本壓力普遍偏大的情況下，不是項(xiàng)目組的優(yōu)選方案。

這種情況下就使用到了汽車(chē)級(jí)的二極管，將其安裝在線(xiàn)束上來(lái)進(jìn)行車(chē)輛不同模式下信號(hào)的攔截。使用二極管，可以避免控制器產(chǎn)品的新開(kāi)發(fā)帶來(lái)的周期和成本的壓力。這種可以使用簡(jiǎn)單的二極管產(chǎn)品就可以解決問(wèn)題的方式，是設(shè)計(jì)者的優(yōu)先選擇。

目前在汽車(chē)線(xiàn)束上使用的二極管總成一般有以下幾種方式：無(wú)固定的二極管存在固定等相關(guān)缺陷，但因?yàn)槭褂帽容^靈活，也存在一定的使用情況；可固定的二極管相對(duì)比較更加適用于汽車(chē)級(jí)的選擇，這種二極管可進(jìn)行固定，從而避免振動(dòng)等情況產(chǎn)生。

1　無(wú)明確固定方式二極管

目前在汽車(chē)線(xiàn)束上使用的無(wú)明確固定方式的二極管總成一般有以下2種：①6.3型二極管尺寸比較大，但選用的插接件比較常用，且制造設(shè)備精度需求較低，因此產(chǎn)生較早；②2.8型二極管與6.3型二極管的形狀類(lèi)似，但因其尺寸較小，對(duì)空間的需求較低，因此使用更加方便。

1）6.3型二極管6.3型二極管的外形如圖1所示。這種二極管采用DJ7021-6.3-11等類(lèi)似插接件結(jié)構(gòu)，插接件型號(hào)比較常見(jiàn)。制造時(shí)將二極管封裝在塑料殼中，然后與插接件熔接在一起。此種二極管尺寸比較大，在使用時(shí)，也需要與單獨(dú)的插接件進(jìn)行配合，配合后的效果如圖2所示。由于汽車(chē)線(xiàn)束的特性，要求

此種二極管使用在長(zhǎng)安汽車(chē)的E30純電動(dòng)車(chē)上，在純電動(dòng)車(chē)慢充和快充2種不同的充電方式下，需要對(duì)整車(chē)喚醒的部件不同，因此就在后地板線(xiàn)束和儀表臺(tái)板線(xiàn)束上各設(shè)計(jì)有一個(gè)6.3型二極管。這種設(shè)計(jì)完全體現(xiàn)了這種二極管的靈活性。

優(yōu)點(diǎn)：使用比較靈活，在任何需要的位置都可以額外增加，綁在附近線(xiàn)束主干上即可，可以減少線(xiàn)束回路過(guò)長(zhǎng)引起的導(dǎo)線(xiàn)浪費(fèi)。

缺點(diǎn)：插接件尺寸稍大，且沒(méi)有單獨(dú)固定結(jié)構(gòu)，使用時(shí)需要將二極管與插接件連接后綁扎在線(xiàn)束上。但如果在汽車(chē)上同時(shí)使用多個(gè)二極管，則會(huì)造成局部包扎過(guò)粗，也會(huì)對(duì)于這些二極管的固定造成困難。同時(shí)，產(chǎn)品在檢測(cè)和維修時(shí)，還需要將包裹二極管的的海綿或者布基膠帶撕開(kāi)，檢測(cè)和維修都不太方便。

2）2.8型二極管2.8型二極管的外形圖如圖3所示。這種二極管在使用時(shí)，與6.3型二極管的使用相同，需要與單獨(dú)的插接件進(jìn)行配合。同樣也需要與線(xiàn)束總成纏繞在一起，以避免振動(dòng)或晃動(dòng)引起的破損或壽命降低。

此種二極管使用在長(zhǎng)安汽車(chē)的尊行E60純電動(dòng)車(chē)上。在純電動(dòng)車(chē)整車(chē)控制器被喚醒的情況下，需要區(qū)分是由于充電原因喚醒的，還是由于駕駛員鑰匙旋轉(zhuǎn)到ON檔而喚醒的。因此，在距離整車(chē)控制器比較近的位置設(shè)計(jì)了這種二極管，使用絨布膠帶將二極管綁定在整車(chē)控制器的主干線(xiàn)附近，這種二極管尺寸較小，選擇設(shè)計(jì)在便于維修的地方，同時(shí)包裹在線(xiàn)束上也不會(huì)造成線(xiàn)束局部過(guò)粗。

優(yōu)點(diǎn)：使用比較靈活，在任何需要的位置都可以額外增加，可以減少線(xiàn)束回路過(guò)長(zhǎng)引起的導(dǎo)線(xiàn)浪費(fèi)。同樣因?yàn)槌叽巛^小，相比6.3型二極管對(duì)空間的選擇更有優(yōu)勢(shì)。

缺點(diǎn)：2.8型二極管與6.3型二極管的使用方式相同，因此與6.3型也存在同樣的缺點(diǎn)，對(duì)于多個(gè)二極管的包扎會(huì)造成線(xiàn)束局部過(guò)粗，也對(duì)二極管的檢測(cè)和維修比較困難。

圖1　6.3型二極管外形圖

圖2　6.3型二極管裝配效果圖

圖3　　2.8型二極管外形圖　

2　可固定式二極管

可固定的二極管在設(shè)計(jì)中還是比較有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)檫@種二極管可以固定，完全滿(mǎn)足汽車(chē)上對(duì)零部件的固定要求，可以避免振動(dòng)或晃動(dòng)引起的異常損壞。

1）防錯(cuò)二極管目前，市場(chǎng)上使用比較優(yōu)選的還是具有可固定且防錯(cuò)的二極管，圖4為天海公司的某型號(hào)的封裝二極管。尺寸較小，且可以安裝在熔斷絲盒內(nèi)，既可以牢固固定，也降低了檢測(cè)和維修的難度，而且設(shè)計(jì)有明顯的防錯(cuò)結(jié)構(gòu)，工人在裝配過(guò)程中不會(huì)在無(wú)意識(shí)中插反，從而造成電氣線(xiàn)束故障，大大避免了人為原因造成的故障，因此也是各主機(jī)廠的優(yōu)選方案。圖5為防錯(cuò)二極管安裝后的效果。

圖4　　防錯(cuò)二極管外形圖

圖5　　防錯(cuò)二極管裝配效果圖

此種二極管使用在長(zhǎng)安汽車(chē)的睿成汽油車(chē)上，TCU驅(qū)動(dòng)倒車(chē)?yán)^電器的回路和前照燈遠(yuǎn)近光切換的回路中都設(shè)計(jì)有這種二極管。在儀表板線(xiàn)束的熔斷絲盒內(nèi)進(jìn)行連接，既便于維修也可以進(jìn)行良好的固定。

但在開(kāi)發(fā)熔斷絲盒時(shí)一般預(yù)留的二極管個(gè)數(shù)不會(huì)超過(guò)2個(gè)，如果預(yù)留過(guò)多，二極管位置設(shè)計(jì)后基本不被使用，造成空間浪費(fèi)。如果實(shí)車(chē)使用二極管超過(guò)2個(gè)，也需要使用本文所述的其他方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)熔斷絲盒主體，但是重新設(shè)計(jì)一款熔斷絲盒，也會(huì)投入大量的開(kāi)發(fā)費(fèi)用和延遲開(kāi)發(fā)周期，不值得推薦。

優(yōu)點(diǎn)：安裝可靠性好，檢測(cè)和維修容易。缺點(diǎn)：熔斷絲盒的結(jié)構(gòu)決定二極管的使用數(shù)量受限。

2）不防錯(cuò)二極管不防錯(cuò)二極管的出現(xiàn)，有效解決了以上多種二極管的一些缺點(diǎn)。如圖6所示，不防錯(cuò)二極管與mini熔斷絲針腳的尺寸、腳距完全一致，可以完全無(wú)障礙地插在mini熔斷絲的位置，可以有效解決整車(chē)需要多個(gè)二極管的情況，而且也可以牢固固定，也同樣有著安裝方便、檢測(cè)和維修容易的優(yōu)勢(shì)。圖7為不防錯(cuò)二極管裝配效果圖。

圖6　　不防錯(cuò)二極管外形圖

圖7　　不防錯(cuò)二極管裝配效果圖

不防錯(cuò)二極管的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于線(xiàn)束廠不需要進(jìn)行備料的單獨(dú)端子，可以與mini熔斷絲的端子公用，減少線(xiàn)束廠庫(kù)存物料種類(lèi)，無(wú)疑也是降低成本的一種方法。且該二極管在裝配時(shí)同樣有著裝配簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，工人只需對(duì)正插入即可，不需要太多的技術(shù)含量。

此種二極管使用在長(zhǎng)安汽車(chē)的逸動(dòng)-純電動(dòng)車(chē)上。逸動(dòng)-純電動(dòng)車(chē)的整車(chē)充電、上電、顯示等邏輯比較復(fù)雜，使用的二極管較多，同時(shí)由于轎車(chē)的空間較小，無(wú)法使用綁在線(xiàn)束上的二極管，因此在儀表熔斷絲盒內(nèi)設(shè)計(jì)有多個(gè)這種mini類(lèi)型的二極管。這種設(shè)計(jì)可以多個(gè)并排使用，且固定良好。

不防錯(cuò)二極管同樣存在著設(shè)計(jì)缺點(diǎn)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)決定了二極管的安裝結(jié)構(gòu)與mini熔斷絲完全一樣，沒(méi)有防錯(cuò)的方向限制，畢竟二極管是單向工作的產(chǎn)品，如果沒(méi)有防呆結(jié)構(gòu)，很容易因?yàn)楣と瞬僮骰蛘呤酆缶S修等原因人為造成系統(tǒng)故障或工作不正常。為了降低這種幾率，就需要在熔斷絲盒標(biāo)簽或者熔斷絲盒主體加上二極管導(dǎo)向的標(biāo)記，以便指導(dǎo)工人或售后安裝。

優(yōu)點(diǎn)：可以解決汽車(chē)回路中需要多個(gè)二極管的情況，既能節(jié)省空間，也能節(jié)省成本，安裝和固定也更方便。缺點(diǎn)：二極管在熔斷絲盒內(nèi)的安裝不防錯(cuò)，需要其他方式進(jìn)行防錯(cuò)提醒。

3）二極管組件二極管組件是一種新型的專(zhuān)利產(chǎn)品，如圖8所示。二極管組件內(nèi)封裝了多個(gè)二極管，每個(gè)二極管可以單獨(dú)形成回路，在適配的插接件對(duì)應(yīng)的端子位置裝配導(dǎo)線(xiàn)回路即可實(shí)現(xiàn)該二極管的功能（圖9），且在此二極管組件的背面有卡接槽，可以將此二極管組件安裝一個(gè)卡扣后，卡接在車(chē)身任何一個(gè)部位的安裝孔內(nèi)；也可以在塑料件上開(kāi)一個(gè)卡接結(jié)構(gòu)，將此二極管組件直接卡接上其他產(chǎn)品上，如圖10所示。

圖8　　二極管組件外觀圖

圖9　　二極管組件裝配效果圖

圖10　　二極管組件安裝固定效果圖

此種二極管組件不僅實(shí)現(xiàn)了二極管的靈活使用性，可以設(shè)計(jì)在任何需要使用的地方附近，而且對(duì)于安裝和檢測(cè)、維修都非常方便。該二極管在使用時(shí)的裝配工藝比較簡(jiǎn)單，將線(xiàn)束與端子壓接后進(jìn)行插接即可實(shí)現(xiàn)功能。與傳統(tǒng)的制造相比，節(jié)省了多個(gè)二極管裝配和包扎固定的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

此種二極管組件為長(zhǎng)安汽車(chē)申請(qǐng)的專(zhuān)利技術(shù)，擬在長(zhǎng)安一款中高端轎車(chē)的純電動(dòng)版上使用。全車(chē)使用5個(gè)二極管，正好將此二極管組件的功能充分利用。此種二極管固定在中控臺(tái)附近，既滿(mǎn)足空間需求，也便于維修。

優(yōu)點(diǎn)：可以解決汽車(chē)回路中需要多個(gè)二極管的情況，既能節(jié)省空間，也能節(jié)省成本，安裝和固定也更方便。

缺點(diǎn)：在設(shè)計(jì)前期，需要單獨(dú)為二極管預(yù)留布置位置或在部件上設(shè)計(jì)卡接結(jié)構(gòu)，且需要放置在便于維修但不是外觀的地方。

3　結(jié)束語(yǔ)

雖然二極管的使用大大降低了開(kāi)發(fā)周期的風(fēng)險(xiǎn)且同時(shí)降低了開(kāi)發(fā)費(fèi)用的壓力，但是仍然增加了一次對(duì)接，增加了一次潛在的風(fēng)險(xiǎn)。作為汽車(chē)級(jí)的線(xiàn)束連接，越少的轉(zhuǎn)接次數(shù)就代表著越好的產(chǎn)品可靠性。另外，在各部件糅合的過(guò)程中，還有可能涉及接口電路不匹配、部件不穩(wěn)定引起關(guān)聯(lián)系統(tǒng)故障等潛在風(fēng)險(xiǎn)。

因此，從整個(gè)系統(tǒng)級(jí)高度來(lái)看，還是要在部件的設(shè)計(jì)前期，從系統(tǒng)的層面綜合考慮各部件相關(guān)信號(hào)的邏輯性、兼容性、匹配性等，這樣才能保證產(chǎn)品的可靠性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（編輯楊景）

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.62

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003－8639（2016）01－0033－04

收稿日期：2015-10-23；修回日期：2015-11-12

作者簡(jiǎn)介：張紅濤 （1983-），男，工程師，主要從事整車(chē)原理設(shè)計(jì)及線(xiàn)束設(shè)計(jì)相關(guān)工作；張景光 （1982-），男，工程師，主要從事整車(chē)原理設(shè)計(jì)及線(xiàn)束設(shè)計(jì)相關(guān)工作；張玲 （1981-），女，工程師，主要從事整車(chē)熱管理領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)工作。整車(chē)所有零部件都需要進(jìn)行固定，否則會(huì)因?yàn)榱悴考幕蝿?dòng)、振動(dòng)等原因，導(dǎo)致產(chǎn)品壽命降低或引起產(chǎn)品破損等現(xiàn)象，因此，此種二極管在與對(duì)接插接件連接后，需要與線(xiàn)束總成纏繞在一起以起到固定的作用。另外，如果纏繞的空間附近有其他產(chǎn)品，還要在二極管總成外側(cè)包裹減震或防噪的材料，如海綿等，以防止二極管與線(xiàn)束一起振動(dòng)或晃動(dòng)的過(guò)程中，與周邊零部件的碰撞引起室內(nèi)噪聲或零部件破損。

Assembly Modes of Common Diodes in Low Voltage Wiring Harness

ZHANG Hong-tao，ZHANG Jing-guang，ZHANG Ling
（Beijing Changan Auto R＆D Center，Changan Automobile Co.，Ltd.，Beijing 100195，China）

Abstract：In the process of mixing various platform products together，each controller needs different signal under different service condition，so the diode is plugged in wire harness assembly to intercept the signal.This using condition in development is briefly summarized and its merits and demerits are listed to present design thought for other engineers while describing the structure of each scheme.

Key words：diode；low voltage wiring harness；vehicle