商用車底盤線束布置模塊化設(shè)計探索

【摘" 要】通過將商用車底盤線束按照整車結(jié)構(gòu)、區(qū)域進行合理劃分，對同區(qū)域線束布置方案進行精細化設(shè)計，對模塊化線束3D文件進行建庫管理，將整根主線束的三維布置設(shè)計工作拆分為各個基礎(chǔ)線束模塊的設(shè)計及拼接工作，有效減少線束結(jié)構(gòu)種類，提升設(shè)計效率，降低管理成本，提升整車線束布置可靠性。

【關(guān)鍵詞】商用車；線束布置；模塊化

中圖分類號：U463.62" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）08-0068-03

Exploration of Modular Design for Commercial Vehicle Chassis Wiring Harness Layout

GAO Yuan，XIE Chengwu，REN Siwei，WANG Ruibin，XIA Wenbo

（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.，Ltd.，Xi′an 710200，China）

【Abstract】By rationally dividing the commercial vehicle chassis harness according to the vehicle structure and region，refining the harness layout plan for the same region，managing the modular harness 3D files in a library，and breaking down the 3D layout design of the entire main harness into the design and assembly of each basic harness module，we can effectively reduce the variety of harness structures，enhance design efficiency，lower management costs，and improve the reliability of the vehicle harness arrangement.

【Key words】commercial vehicle；wiring harness layout；modularization

作者簡介

高源（1992—），男，工程師，主要研究方向為整車電器線束設(shè)計；謝成武（1994—），男，助理工程師，主要研究方向為線束布置產(chǎn)品設(shè)計；任思維（1995—），男，助理工程師，碩士，主要研究方向為汽車電器線束設(shè)計；王睿斌（1999—），男，助理工程師，主要研究方向為汽車線束方案設(shè)計與研究；夏文博（2001—），男，助理工程師，主要研究方向為商用車線束方案設(shè)計與研究。

近年來，隨著商用車行業(yè)法規(guī)升級，車輛智能化水平提升，整車電器功能配置及用戶的多元化、定制化需求不斷增加，各商用車主機廠整車線束設(shè)計難度及零部件種類呈現(xiàn)井噴式增長。另外，商用車的小批量、訂單式生產(chǎn)模式，給整車底盤線束布置設(shè)計帶來極大挑戰(zhàn)，需要進行設(shè)計流程和管理模式的創(chuàng)新。

1" 傳統(tǒng)線束布置設(shè)計方案

傳統(tǒng)商用車線束布置設(shè)計采用“一車一線”，整車底盤線束由1或2根主線束組成，按此方式開展線束布置設(shè)計存在如下弊端。

1）由于底盤主線束覆蓋整車底盤電器所有功能，根據(jù)整車配置、功能、布置等變化不同，需對每款車型設(shè)計專用的3D底盤線束，線束布置設(shè)計工作量大。

2）由于不同車型底盤布置及配置種類繁多，因此線束零部件種類及數(shù)量龐大，按照線束零部件號對線束布置3D數(shù)據(jù)進行設(shè)計和管理，設(shè)計變更效率低。

3）各子系統(tǒng)線束布置方案及3D設(shè)計文件存放于設(shè)計人員各自電腦中，導(dǎo)致設(shè)計方案無法實現(xiàn)共享，整車主線束設(shè)計狀態(tài)多，且存在重復(fù)工作。

在此情況下，實施線束布置模塊化設(shè)計已成為解決該問題的有效途徑和方法。

2" 線束布置模塊化設(shè)計方案

2.1" 商用車底盤線束模塊劃分

線束布置模塊化設(shè)計按照整車布置特點、功能區(qū)域、電器配置等進行區(qū)域上的模塊劃分，對每一個線束模塊進行深入的精細化3D設(shè)計，以達到同一區(qū)域模塊布置方案不同時，線束布置方案盡量兼容，狀態(tài)盡量可控。在諸多的線束布置方案中尋求最優(yōu)的一個或幾個具備兼容性的布置方案，將該方案固化成對應(yīng)的線束模塊，在進行整車線束布置設(shè)計時只需根據(jù)整車的布置及配置情況，選取各個區(qū)域中合適的線束模塊，將各個模塊進行拼接和連接，便可快速完成整車線束3D布置設(shè)計。

根據(jù)商用車底盤布置特點，可將整車底盤線束布置模塊劃分為11個基礎(chǔ)線束模塊，分別是：車架右前端線束模塊、駕駛室后懸線束模塊、發(fā)動機本體線束模塊、變速器線束模塊、尿素箱線束模塊、SCR箱線束模塊、蓄電池線束模塊、第一橫梁線束模塊、側(cè)標志燈線束模塊、后橋線束模塊、尾燈線束模塊。某商用車底盤線束布置模塊劃分情況如圖1所示。

2.2" 商用車底盤線束布置模塊化設(shè)計流程

2.2.1" 模塊化線束3D設(shè)計流程

線束模塊的劃分除上述基礎(chǔ)線束模塊以外，還應(yīng)根據(jù)不同基礎(chǔ)線束模塊的結(jié)構(gòu)組成、布置特點及變化規(guī)則，繼續(xù)往下一級展開子系統(tǒng)細分線束模塊的設(shè)計和管理。以某重卡車型方案復(fù)用率較高的子系統(tǒng)電磁閥區(qū)域處線束布置為例，進行線束布置模塊化設(shè)計具體操作流程的說明，如圖2所示。

基于上述模塊化設(shè)計，在完成所有子系統(tǒng)線束布置模塊設(shè)計及模塊庫文件后，便可以進行基礎(chǔ)線束3D模塊的組裝和建庫工作，如電磁閥區(qū)域處線束模塊屬于基礎(chǔ)模塊中的車架右前端線束模塊下的一部分。當完成所有基礎(chǔ)線束3D模塊的建庫工作后，在整車線束布置設(shè)計過程中只需繪制主干線束3D，然后調(diào)用各基礎(chǔ)模塊，用主干線連接各個模塊即可快速高效地完成整車底盤線束3D設(shè)計。整車線束布置模塊化3D示意如圖3所示。

2.2.2" 模塊化線束3D選用及維護流程

在線束模塊化設(shè)計庫建立完成后，對線束模塊的選用以及設(shè)計庫的維護應(yīng)按圖4執(zhí)行。

線束模塊化設(shè)計必須要以設(shè)計庫文件的滾動更新為基礎(chǔ)，由于整車配置、布置等狀態(tài)切換和變更頻繁，若不及時進行線束3D庫的更新維護將導(dǎo)致線束模塊化無法達到預(yù)期效果。

3" 線束布置模塊化設(shè)計的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的線束布置設(shè)計方式相比，線束布置模塊化設(shè)計具有以下優(yōu)勢。

1）減少線束種類：通過對整車底盤某區(qū)域或系統(tǒng)布置狀態(tài)及布置方案的梳理，優(yōu)化線束布置，形成兼容方案，以減少該區(qū)域或系統(tǒng)的線束布置結(jié)構(gòu)種類，可避免人為因素導(dǎo)致的同區(qū)域線束長度、固定方案、設(shè)計思路不一致的情況出現(xiàn)，減少整車線束品種。

2）提升設(shè)計效率：實施線束布置模塊化后，進行整車線束設(shè)計時，只需調(diào)用各個線束模塊，然后將各個模塊之間進行連接即可，無論進行3D線束布置設(shè)計，還是2D線束圖紙設(shè)計，都極大提升了設(shè)計效率。

3）提升線束布置可靠性：通過對特定區(qū)域和模塊的線束布置方案進行深入研究，進行精細化的線束布置設(shè)計與試裝驗證，形成成熟的線束布置模塊化方案，有利于提升整車線束可靠性。

4" 線束布置模塊化設(shè)計發(fā)展趨勢和擴展應(yīng)用

1）線束布置集成化設(shè)計。在上述模塊化方案實施穩(wěn)定后，將進入線束布置模塊化設(shè)計的下一個階段，即線束布置集成化設(shè)計，按照線束布置模塊的劃分原則，從物理結(jié)構(gòu)上將各線束模塊與主干線束在合理部位進行打斷，在斷點處使用連接器進行對接，從而實現(xiàn)底盤主線束減品種，將各子系統(tǒng)的變化控制到模塊化集成線束中，降低各子系統(tǒng)變化對整車主線束的影響。在實施線束布置集成化設(shè)計過程中，需特別關(guān)注模塊化線束與底盤主線束對接連接器的接口定義及布置方案。線束布置集成化設(shè)計將成為線束布置模塊化實施之后的研究重點與發(fā)展趨勢。

2）線束2D圖紙模塊化設(shè)計。目前的線束圖紙需要在主線束圖紙上展示線束零部件的所有原理、結(jié)構(gòu)信息，圖紙繪制及更改工作量大，重復(fù)性工作多。結(jié)合線束布置模塊的劃分，可實施線束2D圖紙模塊化設(shè)計，制定線束2D圖紙模塊化設(shè)計規(guī)范，設(shè)計蓄電池、尿素箱、發(fā)動機等區(qū)域模塊化線束圖樣，簡化底盤主線束的圖紙內(nèi)容，對各模塊化圖樣進行編號和管理，在主線束圖紙設(shè)計時直接進行編號的調(diào)用和關(guān)聯(lián)，可大幅提高設(shè)計效率。

3）自動化線束布置設(shè)計。在實現(xiàn)相關(guān)的線束布置3D及2D圖樣庫建立后，便可以探索線束布置及線束圖紙自動化設(shè)計，通過計算機編程開發(fā)定制程序，根據(jù)設(shè)計任務(wù)聯(lián)系單中的布置、配置描述提取和選用庫文件中對應(yīng)的線束模塊文件，自動化完成線束3D和2D圖紙的設(shè)計工作。

5" 總結(jié)

本文為重型汽車底盤線束布置模塊化設(shè)計提供了一些新的流程及方案，旨在解決目前商用車生產(chǎn)企業(yè)小批量訂單式生產(chǎn)模式下線束設(shè)計及管理上存在的問題，以減少線束種類，提升設(shè)計效率，控制設(shè)計狀態(tài)，節(jié)約管理成本，提升線束可靠性。

參考文獻：

[1] 李德軍，辛瑜，徐峰，等. 商用車線束優(yōu)化設(shè)計[J]. 汽車電器，2018（9）：70-71.

[2] 陳淳，連坡. 淺談汽車線束模塊化設(shè)計[J]. 汽車電器，2016（7）：48-50.

[3] 周文生，張軍，林萍萍. 淺談集瑞線束模塊化設(shè)計[J]. 汽車電器，2016（7）：7-10.

[4] 王政，郭穩(wěn). 淺析KSK客戶定制線束自動化設(shè)計[J]. 汽車實用技術(shù)，2016（9）：231-235.

（編輯" 楊凱麟）