淺談汽車電線束導線的選擇

覃山珊

摘 要：汽車電線束是汽車關鍵系統(tǒng)之一，在汽車整車電路的設計過程當中，如何選擇電線束導線非常關鍵。倘若導線選擇不當，不僅對汽車電器系統(tǒng)的性能有很大影響，嚴重的還可能發(fā)生事故。汽車電線束導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，從而使汽車的電器系統(tǒng)的功能得以實現(xiàn)。本文通過對導線的各種參數(shù)進行介紹，導線選型流程及案例的講解，為如何選擇電線束導線提供理論支持。

關鍵詞：導線;汽車電線束;快速選型

1 引言

隨著人們對汽車性能要求的提高，科技的高速發(fā)展，帶來電子控制技術的普遍應用，汽車電線束變得越來越復雜。在汽車電線束的設計中，導線是通訊的主體，導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，導線的選型設計也趨于精細化。導線選型合理可靠，可有效節(jié)約線束綜合成本，降低線束的總體質量，保證汽車安全運行。本文主要通過對汽車電線束選型中需要重點考慮的幾大因素進行討論和分析，對具體的例子進行分析討論，來實現(xiàn)選型分析研究與實際設計應用中比較好的融合。

2 汽車電線束導線介紹

汽車導線一般為以銅為導體的多芯電纜線，不同規(guī)格的導線對應的絕緣皮材料、銅絲結構及制作工藝不同。

2.1 導線種類

2.1.1 按照導線的用途來劃分，汽車導線可以分為以下三類

一是低壓線。低壓線是相對普遍的導線，在汽車電線束中占比最大。它的構造相對簡單，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。它主要應用于弱信號的電路，例如無線電天線以及點火信號線等。屏蔽線是由內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，也可以阻止外部電磁干擾的進入，具有更高的傳輸速率。雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導線按一定密度互相纏繞在一起組成。對于不同的信號，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，降低自身信號的對外干擾。

三是高壓線。高壓線造價相對較高，主要用于汽車發(fā)動機的點火系統(tǒng)當中。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)導線標準來劃分，常用的導線種類有

一是日標線，參照標準：JASO D608、D609、D611。日標導線的特點是導線的絕緣皮相對較薄，而且導線整體的柔韌性也相對較好。

二是國標線，參照標準：GB/T 8139。國標導線的特點是導線的延展性比較好，相對而言比較柔軟，絕緣皮比起其他導線要厚。

三是德標線，參照標準：ISO 6722。德標導線和日標導線的性能相近，也是絕緣皮薄，柔韌性好。

四是美標線，參照標準：SAE J1128、SAE J1678、US一 CAR-21。美標導線的特點是采用了熱塑性或者是熱固性的彈性體來做它的絕緣層，并且還通過輻射的方法對其進行了加工。

2.2 線色

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

導線的顏色代號即為對應英文的首字母，例如黑的英文是Black，它的代號就是B，粉的英文是Pink，它的代號就是P。導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，副主色為白色的導線標注為“RW”。

2.3 線徑

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

3 導線選型的基本原則

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

3.1 線種選型

3.1.1 根據(jù)使用環(huán)境選擇

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

例如發(fā)動機艙內和其他熱源附近的線束應采用耐溫不低于125℃的阻燃電線，其他部位的線束應采用耐溫不低于105℃的阻燃電線。如果導線布線在底盤亦或是離地高度較小，或者抖動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線[2]。如果濕度較高并且有機會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)域的導線要求耐彎曲性較高，如AVSV導線。底盤車輪附近泥水、沙石較多，這個區(qū)域導線要求耐腐蝕、耐磨擦。

表1是部分規(guī)格導線可用的范圍，在線束設計的時候，可以參考此表進行設計的參考。

3.1.2 根據(jù)用途選擇

對于某些弱信號電路和易受干擾的信號電路，應選用雙絞線或屏蔽線，防止其他信號的干擾，以此來提高通訊性能從而提高安全性能。弱信號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;易受干擾的信號電路一般指安全氣囊電路、ABS輪速傳感器電路、CD機上的揚聲器和CAN等。

3.2 線色選擇

（1）導線顏色應根據(jù)標準QCT 414里的要求進行選擇。

（2）導線顏色時優(yōu)先選用單色，再選擇雙色。

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

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

（5）同一插件內的導線盡量選擇不同顏色。

3.3 線徑選型

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

（1）理論計算法：根據(jù)用電設備額定電流及導線供應商提供的導線參數(shù)表，按照環(huán)境溫度下導線額定載流量大于負載原則， 初步選定線徑。再按照導線煙化時間大于熔斷器熔斷時間來進行匹配校核。最小的發(fā)煙電流應大于135%保險絲容量。假設選取的保險絲容量為5A（易熔），則最小發(fā)煙電流=5×135%=6.75A，由發(fā)煙開始時間表可知選擇線徑為0.5的導線時，發(fā)煙開始時間在1000s以上。由易熔保險載流時間表可知，過載135%時保險載流的最大持續(xù)時間為600s<1000s，說明該保險達到了保護線路的目的，可以選擇0.5的導線。反之則選擇大一號的導線規(guī)格重新進行計算核對。

（2）試驗數(shù)據(jù)快速選型法：分別進行保險熱熔電流測試及電線承載電流-溫升測試，根據(jù)試驗結果總結導線與保險的匹配關系表。在線束設計中根據(jù)負載電流選擇保險規(guī)格，根據(jù)保險規(guī)格對照表格快速初選線徑，再根據(jù)負載電流校核線徑是否滿足要求。

下文著重對試驗數(shù)據(jù)快速選型法進行介紹。

因為導線本身具有阻抗，導線越長阻抗越大，當導線過長后，即使回路短路，電壓由于被導線所分擔，會導致短路電流過小而不能快速熔斷保險絲[3]。這點在慢熔保險與導線的匹配中尤為明顯，因此在線束設計中要考慮導線的長度，進行慢熔保險熱熔電流測試時，可選取幾種常用的長度進行測試。在保險熱熔電流測試及電線承載電流-溫升測試中，還需考慮多匝導線聚熱對溫升的影響，故應進行單匝及多匝導線通電試驗。

（1）在車用電器回路中，保險起到保護導線的作用，在設計時可先選擇保險，再選擇導線。為方便快速根據(jù)保險選擇匹配的導線線徑，進行保險熱熔電流測試，整理電線-保險匹配關系表格，作為初選線徑依據(jù)。以日標AVSS為例，表2為AVSS導線與保險匹配關系表。根據(jù)表格，例如某回路的保險為20A快熔保險，應選擇1.25 AVSS導線進行下步負載電流校核。

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

3.4 實例

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

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

4 導線選型的其他考慮因素

4.1 端子壓接要求

若導線連接的插件為指定插件，導線選取應結合插件匹配的端子壓接范圍，護套孔位大小來選取。

4.2 共保險電源線

整車電路中，存在回路保險共用情況，共保險的負載電源線徑應都滿足保險的匹配。

4.3 導線電壓降

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

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

4.4 平臺化及可靠性

對于整車電線束，導線選型應平臺化，在確認了前期市場沒有出現(xiàn)質量問題之后，可延用原選型方案及供應商。

4.5 輕量化設計

由于現(xiàn)代汽車逐漸趨向于輕量化，因此在選用導線的時候也要把這一因素考慮進去。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線，這對汽車輕量化能夠有一定的幫助。

4.6 成本優(yōu)化

在滿足汽車設計要求的前提下，可以通過優(yōu)化線束布置以及選擇相對實惠的在標準之上的線束，這樣能滿足設計的實惠性。當然，不能一昧從線束角度考慮成本問題，這是不科學的。[4]

5 結束語

通過本文的分析，充分考慮了電線束導線選型的幾大要素。文中介紹了一種導線快速選型方法，對于線束設計有一定的指導意義。但是在實際應用的過程當中，還可能存在各種各樣意想不到的問題，只有通過不斷的總結和積累，才能使電線束設計水平繼續(xù)提高。

參考文獻：

[1]汽車電器.汽車電器雜志.2001.

[2]JASO.D618.汽車零件-低壓電線的試驗方法.

[3]劉有志.淺析汽車線束導線的選型設計.安徽江淮汽車股份有限公司技術中心.

[4]焦年海.從技術角度降低汽車線束成本.華晨汽車工程研究院.2016.