一種改善汽車電線束方案提高近光燈質(zhì)量的方法

呂 潤

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州545000）

一種改善汽車電線束方案提高近光燈質(zhì)量的方法

呂 潤

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州545000）

汽車燈光系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的重要組成部分，它不僅影響汽車外觀，更影響汽車的正常使用，所以保證燈光系統(tǒng)的正常工作，降低燈光系統(tǒng)的燒燈故障率，對(duì)車主的生命財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要。通過對(duì)因電壓過高造成的車用近光燈使用壽命低問題的研究，提出確實(shí)有效的改善電線束方案的解決方法。

車燈；近光燈；燒燈；電線束

汽車的燈光系統(tǒng)運(yùn)用廣泛，主要分照明的和傳遞信號(hào)兩種。近光燈是燈光系統(tǒng)中負(fù)責(zé)照明行駛路況的重要工具之一，是使用頻率最高的車燈之一，所以確保近光燈長期高效且穩(wěn)定的工作是汽車設(shè)計(jì)中的重要課題。但研究表明，如果近光燈的工作電壓過高，將嚴(yán)重影響其使用壽命。本文通過分析改善電線束的設(shè)計(jì)方案，達(dá)到提高近光燈質(zhì)量，延遲近光燈壽命的目的。

1 近光燈電壓過高的判定

近光燈燈泡的使用壽命與工作電壓成反比關(guān)系（詳細(xì)關(guān)系圖如圖1所示）。燈泡的工作電壓越高，使用壽命越短，出現(xiàn)燒燈故障的概率越高。但燈泡亮度在一定條件下與工作電壓又成正比關(guān)系，所以如何達(dá)到燈泡亮度與使用壽命的完美平衡是關(guān)鍵。經(jīng)過反復(fù)測試驗(yàn)證，認(rèn)定近光燈工作電壓為13.2 V時(shí)可達(dá)到合理燈泡亮度和可接受的使用壽命要求，是最佳工作電壓。近光燈工作電壓超過13.2 V即判定為電壓過高。

圖1 近光燈工作電壓與壽命關(guān)系圖

2 近光燈電壓過高原因分析

燈光系統(tǒng)是由汽車蓄電池、電線束、燈具等三大零部件組成，可依據(jù)工作原理不同，分為蓄電池工作模塊和近光燈工作模塊等兩大工作模塊。近光燈的電氣原理圖如圖2所示，其電壓過高的原因主要有以下幾類。

圖2 近光燈電氣原理圖

（1）蓄電池電壓過高。汽車在未啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池兩端電壓為12 V左右；啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池兩端電壓為14 V左右。當(dāng)蓄電池電壓變高時(shí)，在其他條件不變的情況下，作用到近光燈的工作電壓就必然變高。

（2）電線束電阻過小。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池兩端電壓為14 V左右，而近光燈的最佳工作電壓為13.2 V，即要求電線束的電壓降需達(dá)到0.8 V.由歐姆定律U＝R×I（U為電壓；R為電阻；I為電流）可知，當(dāng)電線束的電阻值變小時(shí)，在同等電流條件下，其電壓降將減少，無法達(dá)到需求電壓降。

3 改善電線束方案的解決方法

改善電線束方案的主要目的就是提高電線束電阻值。而提高電線束電阻值最有效、最經(jīng)濟(jì)，且最方便的方法就是增長電線束長度和減小電線束線徑。

近光燈系統(tǒng)中的電線束電阻包含電線束的導(dǎo)線電阻、端子與端子、端子與蓄電池、端子與車身鈑金等的接觸電阻及導(dǎo)線壓接孔式端子、護(hù)套端子的壓接電阻。電阻標(biāo)識(shí)圖如圖3所示，圓圈標(biāo)識(shí)處表示產(chǎn)生接觸和壓接電阻的部位。

圖3 電線束電阻標(biāo)識(shí)圖

圖4 等效電阻簡化圖

當(dāng)近光燈工作時(shí)，近光燈上的工作電壓=蓄電池的工作電壓-（蓄電池工作模塊的等效電壓+近光燈工作模塊的等效電壓）

等效電壓=等效電阻×工作電流

等效電阻=等效接觸電阻+等效壓接電阻+導(dǎo)線電阻

設(shè)蓄電池工作模塊的工作電流為A1；等效接觸電阻為B1；等效壓接電阻為C1；導(dǎo)線電阻為D1；等效電壓為V1.設(shè)近光燈工作模塊的工作電流為A2；等效接觸電阻為B2；等效壓接電阻為C2；導(dǎo)線電阻為D2；等效電壓為V2.設(shè)蓄電池的工作電壓為V，近光燈的工作電壓為V3，則近光燈工作電壓公式：

分析近光燈的電壓公式可知，若近光燈電壓V3＞13.2 V，可通過增大等效電阻的方法來實(shí)現(xiàn)減小V3的效果。在等效電阻中，變更導(dǎo)線電阻能最高效，最準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)等效電阻的變更。根據(jù)電阻公式：

上式中，R為電阻；ρ為電阻率；L為導(dǎo)線長度；S為橫截面積，可知導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線的長度、導(dǎo)線的橫截面積和導(dǎo)線的材質(zhì)有關(guān)，其中導(dǎo)線電阻與其長度成正比，與其橫截面積成反比。根據(jù)橫截面積公式：

上式中，S為橫截面積；d為直徑，可知減小導(dǎo)線直徑或增長導(dǎo)線長度即可增大導(dǎo)線電阻。

2.依規(guī)處理國際稅收協(xié)定與國內(nèi)稅法的對(duì)接關(guān)系。雙邊或多邊稅收協(xié)定屬于國際法的范疇。雙邊稅收協(xié)定是由締約國雙方政府談判后達(dá)成的，經(jīng)過各自國家的立法程序后生效的，因此對(duì)于締約國政府具有法律上的約束力。

在汽車設(shè)計(jì)過程中，常用的減小導(dǎo)線直徑的方法是依據(jù)電源分配計(jì)算結(jié)果，合理選用線徑較小的導(dǎo)線型號(hào)，常用的增長導(dǎo)線長度的方法是依據(jù)整車布置方案，合理改變導(dǎo)線走向或采用吸收余長的電線束制作工藝。

計(jì)算需增長的電線束長度△L的公式如下：

更改電線束方案降低近光燈工作電壓的有效性，需要進(jìn)行電器測試驗(yàn)證。通過對(duì)實(shí)施了更改方案的車輛進(jìn)行近光燈工作電壓測試，確認(rèn)實(shí)車是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，并進(jìn)行路試試驗(yàn)，驗(yàn)證近光燈使用壽命是否得以提高到目標(biāo)壽命，即可完成對(duì)該方案的有效性驗(yàn)證。

4 實(shí)例計(jì)算

以國內(nèi)某公司的一款熱銷7座MPV車型為例，其近光燈系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

圖5 實(shí)例近光燈系統(tǒng)示意圖

實(shí)車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：

（1）電線束接觸電阻：蓄電池單個(gè)極柱與電線束端子的接觸電阻為1 mΩ，保險(xiǎn)盒與電線束端子的接觸電阻為1 mΩ,繼電器單引腳與電線束端子的接觸電阻為1.5 mΩ，保險(xiǎn)絲單引腳與電線束端子的接觸電阻為5 mΩ，近光燈單引腳與電線束端子的接觸電阻為5 mΩ，電線束端子與車身鈑金的接觸電阻為1.5 mΩ.

由以上數(shù)據(jù)知，蓄電池工作模塊的電線束接觸電阻總和為：1 mΩ ×2＋1 mΩ ＋1.5 mΩ ＝4.5 mΩ；近光燈工作模塊的電線束接觸電阻總和為：1.5 mΩ×2+5 mΩ ×2＋5 mΩ ×2＋1.5 mΩ ＝24.5 mΩ.

（2）電線束壓接電阻：15線徑的AV導(dǎo)線的單端子壓接處電阻為0.25 mΩ，1.25線徑的AVSS導(dǎo)線的單端子壓接處電阻為0.53 mΩ，0.85線徑的AVSS導(dǎo)線的單端子壓接處電阻為0.5 mΩ，0.5線徑的AVSS導(dǎo)線的單端子壓接處電阻為0.6 mΩ.

所以，蓄電池工作模塊的電線束壓接電阻總和為：0.25 mΩ×4＝1 mΩ；近光燈工作模塊的電線束壓接電阻總和為：0.53 mΩ×2＋0.5 mΩ×2＋0.6 mΩ ×2＝3.26 mΩ.

（3）導(dǎo)線電阻：15線徑的AV導(dǎo)線的電阻為1.37 mΩ/m，長度為1 m；1.25線徑的AVSS導(dǎo)線的電阻為14.9 mΩ/m，長度為0.1 m；0.85線徑的AVSS導(dǎo)線的電阻為21.7 mΩ/m，長度為0.36 m；0.5線徑的AVSS導(dǎo)線的電阻為32.7 mΩ/m，長度為0.3 m.（AV導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)如表1所示，AVSS導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)如表2所示）[1]。

表1 AV導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)表

表2 AVSS導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)表

（4）工作電壓：實(shí)車在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并開啟近光燈的工況下，蓄電池電壓為14.0 V，蓄電池工作模塊的回路電流為23 A，近光燈工作模塊的回路電流為4.58 A.

近光燈工作電壓V3＝14-{（4.5＋1＋1.37×1）×0.001×23＋[24.5＋3.26＋32.7×（0.3＋0.36＋0.1）]×0.001×4.58}＝13.6 V

5 解決方案分析

（1）減小導(dǎo)線線徑：依據(jù)同一電流回路中使用相同線徑導(dǎo)線原則，近光燈工作模塊的1.25，0.85，0.5線徑可統(tǒng)一為較小線徑的0.5線徑導(dǎo)線，既增大電阻，亦降低成本。

（2）增長導(dǎo)線長度：△L＝（13.6－13.2）÷4.58÷32.7÷0.001＝2.67 m.

將該車的近光燈系統(tǒng)中近光燈工作模塊的導(dǎo)線線徑統(tǒng)一改為0.5線徑，且導(dǎo)線長度增長2.67 m.實(shí)施解決后的實(shí)車測試近光燈工作電壓如圖6所示，工作電壓為13.2 V.

圖6 實(shí)車測試近光燈工作電壓

6 結(jié)束語

汽車燈光用于為汽車行駛提供照明以及將其行駛狀況向其他車輛發(fā)出信號(hào)，故確保汽車燈光系統(tǒng)質(zhì)量極其重要。本文通過更改電線束方案（即減小線徑，增長線長）提高電線束電阻的方法，可有效降低近光燈工作電壓，提高近光燈工作壽命，從而提高近光燈質(zhì)量水平。此方法不僅適用于車用近光燈，亦可適用于其他需降低工作電壓的車用電器零部件[2]。

參考文件：

[1]JASO D 611：2009.日本汽車工業(yè)協(xié)會(huì).汽車零件—電壓電線[S].日本：社團(tuán)法人汽車技術(shù)會(huì)，2009.

[2]張衛(wèi)紅.汽車燈具線束的設(shè)計(jì)[J].汽車電器，2006（11）：1.

A Method for Improving the Quality of the Automobile Lighting System by Improve the Scheme of Wiring Harness

LV Run
（Dongfeng Liuzhou Motor Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545000，China）

The automobile lighting system is an important part of modern automobile.It not only affects the appearance of the car，but also affect the normal use of the car,so to guarantee the normal work of the lighting system，reduce the failure rate of burning lamp，is vitally important to the owner’s safety and property.This paper studies the overvoltage caused by car with the dipped headlight burner fault，then propose the effective solution by changing the design of the wire harness.

car lamp；dipped headlight；burner；wire harness

U463.62

A

1672-545X（2017）10-0193-03

2017-07-20

呂 潤（1990-），男，福建人，本科，助理工程師，研究方向：汽車電線束設(shè)計(jì)。