淺談汽車(chē)線束開(kāi)發(fā)

盛 媛

（吉利汽車(chē)研究院 （寧波）有限公司，浙江 寧波 315336）

線束是傳輸電信號(hào)和能量的媒介，是構(gòu)建汽車(chē)電路的主體，是汽車(chē)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。 線束是由導(dǎo)線、連接器、端子、卡釘、保護(hù)覆蓋物、支架、護(hù)套、熔斷絲盒 （熔斷絲與繼電器）和熱縮管等組成。

1 導(dǎo)線

神龍公司使用的導(dǎo)線是法國(guó)PSA的原配供應(yīng)商（ACOME、LEONI）在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品，屬于法標(biāo)導(dǎo)線。一般導(dǎo)線關(guān)注線徑和絕緣層兩個(gè)方面。

通常所說(shuō)的線徑指的是導(dǎo)線的截面積，而導(dǎo)線截面積指的是導(dǎo)體部分 （銅絲絞合而成）的截面積，不包括絕緣層。

神龍公司目前所使用的導(dǎo)線截面積有0.13 mm2、0.22 mm2、 0.35 mm2、 0.5 mm2、 0.75 mm2、 1.0 mm2、 1.5 mm2、2.0 mm2、 2.5 mm2、 3.0 mm2、 4.0 mm2、 5.0 mm2、 6.0 mm2、7.0 mm2、10.0 mm2、16.0 mm2、20.0 mm2、25.0 mm2，其中大于或等于16.0 mm2以上的截面積一般用于蓄電池電纜。

導(dǎo)線絕緣層耐低溫均為-40℃，根據(jù)耐高溫的不同分為T(mén)1到T8，其溫度分別為85℃、100℃、125℃、150℃、175℃、200℃、225℃、250℃。

導(dǎo)線可以承受一定時(shí)間的高一個(gè)等級(jí)的溫度，例如對(duì)于標(biāo)稱(chēng)溫度等級(jí)為T(mén)2的導(dǎo)線，應(yīng)該可以承受3000 h的100℃以及240 h的125℃的耐高溫試驗(yàn)。線束常見(jiàn)類(lèi)型的性能特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 線束常見(jiàn)類(lèi)型的性能特點(diǎn)

通過(guò)導(dǎo)線絕緣層表面上的符號(hào)來(lái)識(shí)別導(dǎo)線的供應(yīng)商和耐溫等級(jí)。比如導(dǎo)線上噴有3個(gè)連續(xù)的“＊”，則代表是ACOME生產(chǎn)的T3溫度等級(jí)的導(dǎo)線 （不同的導(dǎo)線供應(yīng)商采用不同的符號(hào)）。

導(dǎo)線絕緣層表面上噴的數(shù)字／字母代表支路的編號(hào)，與線束圖紙上定義的該支路的編號(hào)相同。

導(dǎo)線絕緣層的顏色在圖紙上一般不做具體規(guī)定，但搭鐵線強(qiáng)制為黃綠或綠黃色，預(yù)張緊器和安全氣囊為橙色或者黃色，美觀件／外觀件為黑色。

2 連接器／端子

連接器和端子需配合使用，每種連接器只能適配相應(yīng)系列的端子類(lèi)型，如圖1所示。

同一類(lèi)型的連接器根據(jù)防插錯(cuò)結(jié)構(gòu)的差異可分為不同的顏色，防插錯(cuò)結(jié)構(gòu)只是為了裝配考慮，不影響對(duì)接性能。同一類(lèi)型的端子有不同的壓接翼，以適配不同導(dǎo)線截面。

端子在連接器孔位中的鎖止一般分為2道，一次鎖止由端子本身的結(jié)構(gòu)決定，二次鎖止由連接器完成。連接器的鎖止可分為旋轉(zhuǎn)杠桿式、抽拉卡箍式和搭扣式，部分要求更高的場(chǎng)合使用的連接器還帶有CPA鎖止結(jié)構(gòu)。

圖1 連接器／端子類(lèi)型

連接器的整體密封性需要連接器和設(shè)備接口的結(jié)構(gòu)配合，連接器的尾部密封可分為：通過(guò)連接器自帶的密封墊／硅膠進(jìn)行密封、在導(dǎo)線上增加密封圈進(jìn)行密封、在連接器上增加堵頭對(duì)未使用的孔位進(jìn)行密封。

連接器和端子可視為標(biāo)準(zhǔn)件，其主要的供應(yīng)商有TYCO、MOLEX和DELPHI。

目前DPCA絕大部分都是使用PSA開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，但是DPCA已經(jīng)進(jìn)行新的連接器與端子開(kāi)發(fā)工作，并在后續(xù)的自主品牌上進(jìn)行使用。

并不是所有連接器都存在對(duì)接的連接器。

3 環(huán)形端子／接線片

環(huán)形端子一般用于搭鐵線，可適配的導(dǎo)線截面積可從0.35 mm2到10 mm2。如圖2所示。環(huán)形端子可以通過(guò)點(diǎn)錫或套熱縮管來(lái)達(dá)到密封要求。對(duì)于套筒式環(huán)形端子，壓接后不需要點(diǎn)錫，可以套熱縮管。

圖2 環(huán)形端子／接線片

接線片一般用于起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和穩(wěn)壓器的功率線以及蓄電池負(fù)極的搭鐵，適配16 mm2、20 mm2和25 mm2的大截面導(dǎo)線。

不同的環(huán)形端子／接線片采用不同的擰緊力矩連接在車(chē)身螺柱或設(shè)備上。接線片通常使用M8螺柱，環(huán)形端子使用M6螺柱進(jìn)行電氣連接。

4 固定卡釘

固定卡的作用是約束線束在車(chē)身上的走向，以避免與環(huán)境件或車(chē)身的尖銳部分產(chǎn)生干涉，圖3為常見(jiàn)的固定卡釘。

圖3 固定卡釘

固定卡類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)件，其固定界面是標(biāo)準(zhǔn)的。車(chē)身上的固定界面主要有4種類(lèi)型：直徑為6.5 mm的圓孔，6.2 mm×12.2 mm的橢圓孔，直徑為5.0 mm的螺柱，厚度為1～3 mm的鋼板或塑料板。

大部分固定卡是通過(guò)固定卡自帶的扎帶 （固定部分與扎帶部分一體或分體）捆扎在線束上，也有固定卡是通過(guò)膠帶纏繞固定在線束上。還有一種固定卡是通過(guò)與波紋管管徑的配合固定在波紋管上。

大部分固定卡只固定一段線束分支，也有固定卡可以同時(shí)固定兩段線束分支或其他零件，比如天窗洗滌管、玻璃清洗管、天線等。

車(chē)門(mén)線束上有使用到密封型固定卡，這種類(lèi)型的固定卡在固定面上增加了海綿泡沫或橡膠墊以防水。

按照設(shè)計(jì)規(guī)則，線束在車(chē)身上的布置要求至少每隔150mm要有一個(gè)有效的固定。

5 保護(hù)套管

線束上的保護(hù)套管主要作用是進(jìn)行機(jī)械防護(hù)和降噪，圖4為常見(jiàn)的線束保護(hù)套管。

圖4 線束保護(hù)套管

1）PVC管：一般機(jī)械防護(hù)。

2）對(duì)貼毛氈帶：一般機(jī)械防護(hù)+降噪，主要用于座艙內(nèi)。

3）袖套網(wǎng)管：中等機(jī)械防護(hù)+降噪，并保持線束分支的柔韌性，主要用于座艙內(nèi)。

4）開(kāi)縫波紋管：中等機(jī)械防護(hù) （高于袖套網(wǎng)管），主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。

5）降噪波紋管：中等機(jī)械防護(hù)+降噪，在開(kāi)縫波紋管的表面覆蓋有降噪材料，主要用于座艙內(nèi)。

6）特殊波紋管：高等機(jī)械防護(hù)。有閉口波紋管、自閉合波紋管和雙殼式波紋管等，以防止導(dǎo)線的外露。

6 膠帶

膠帶的作用是對(duì)線束分支進(jìn)行約束，以避免導(dǎo)線的散亂。目前使用的膠帶主要有：PVC膠帶、棉織帶、聚酯膠帶和易撕膠帶 （紙膠帶），如圖5所示。

圖5 線束常用的膠帶

1）PVC膠帶和棉織帶只有約束線束分支以及保護(hù)套管的作用。

2）聚酯膠帶具有耐高溫以及一定的耐磨性能。

3）易撕膠帶的使用是出于總裝裝配的考慮。例如：線束要過(guò)孔時(shí)，使用易撕膠帶將各個(gè)分支纏扎在線束主干上，以便于裝配。

4）線束上如果帶有金屬固定卡，應(yīng)使用易撕膠帶將金屬部分進(jìn)行纏繞，以避免在物流過(guò)程中割傷導(dǎo)線。

5）膠帶的寬度規(guī)格有9 mm、19 mm和25 mm三種。

膠帶在線束分支上的纏繞方式分為間距纏繞 （相鄰纏繞間的間隔=膠帶寬度）、緊密纏繞 （相鄰纏繞間的重疊部分=1／2膠帶寬度）、點(diǎn)纏繞 （固定卡捆扎在點(diǎn)纏繞上，以避免扎帶勒緊時(shí)損傷導(dǎo)線絕緣皮）。

7 護(hù)套

1）線束在穿過(guò)鈑金孔時(shí)必須使用橡膠護(hù)套進(jìn)行機(jī)械保護(hù)，同時(shí)還有防水密封的作用。

2）有些護(hù)套為純橡膠件，而有些護(hù)套只是固定部分為塑料件，剩下部分為橡膠件。

3）護(hù)套固定在鈑金孔或者金屬／塑料支架上。

4）有些護(hù)套是用膠帶纏繞或扎帶固定在線束分支上，有些護(hù)套是直接和線束分支注塑在一起。

5）車(chē)門(mén)護(hù)套中的導(dǎo)線應(yīng)該理順，并且在長(zhǎng)度上有一定余量，以避免車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)線被扯斷。

6）對(duì)于有防水要求的護(hù)套，穿過(guò)護(hù)套的線束分支上不能纏繞棉織膠帶，以避免水順著棉織膠帶進(jìn)入干區(qū)。圖6所示列舉了所描述的線束護(hù)套。

8 熔斷絲盒（熔斷絲／繼電器）（圖7）

集成在線束上的熔斷絲盒通常不帶PCB板，如BSM MODULE 1（發(fā)動(dòng)機(jī)艙8路熔斷絲盒），BFH5（座艙5路熔斷絲盒），BFH12（座艙12路熔斷絲盒），BFDB（蓄電池端起始熔斷絲盒），MFRH（座艙熔斷絲和繼電器模塊），BFRM（發(fā)動(dòng)機(jī)艙熔斷絲和繼電器盒）等。

熔斷絲和繼電器通常都帶在熔斷絲盒和繼電器盒上，也有部分集成在線束上，如TX3電動(dòng)窗升降系統(tǒng)、AAS系統(tǒng)、ALARME系統(tǒng)增加的繼電器，B53、BX3警車(chē)、出租車(chē)線束上增加的熔斷絲。

熔斷絲通常分為MINI、ATO、MAXI、MIDI這幾種類(lèi)型，容量有5 A、7.5 A、10 A、15 A、20 A、25 A、30 A、40 A、50 A、60 A、70 A、80 A等。

圖6 線束常用的護(hù)套

圖7 線束熔斷絲盒

9 線束開(kāi)發(fā)流程

本文以神龍汽車(chē)有限公司的開(kāi)發(fā)流程為例來(lái)介紹。一個(gè)新項(xiàng)目在立項(xiàng)確定整車(chē)邊界，產(chǎn)品配置后，線束的開(kāi)發(fā)工作就開(kāi)始了，如圖8所示流程圖。根據(jù)產(chǎn)品配置，繪制3D數(shù)據(jù)，結(jié)合3D數(shù)據(jù)，生產(chǎn)電路展平圖。

根據(jù)產(chǎn)品配置表確定該配置對(duì)應(yīng)的線束分支，再結(jié)合線束原理要求，確定接口、鍍層、導(dǎo)線編號(hào)絞線要求。

明確工作電流、尖峰電流及持續(xù)時(shí)間。堵轉(zhuǎn)電流及其持續(xù)時(shí)間、靜態(tài)消耗、熔斷器要求等。合理分配電源。

根據(jù)展平圖繪制2D圖紙，備注尺寸、覆蓋物等。在CAPM中實(shí)現(xiàn)2D圖紙，2D圖紙輸入數(shù)據(jù)整理，規(guī)范命名以及根據(jù)功能配置命名圖紙?zhí)枴?/p>

圖8 開(kāi)發(fā)流程