汽車線束的設(shè)計(jì)分析

夏志栓 黎歡樂(lè) 陳淼

樂(lè)清市八達(dá)光電科技股份有限公司 浙江溫州 325000

隨著我國(guó)科技水平不斷提高，汽車行業(yè)得到了巨大的發(fā)展，人們對(duì)于汽車的要求越來(lái)越高，加入更多的電器設(shè)備，汽車線束的設(shè)計(jì)也越發(fā)復(fù)雜。線束設(shè)計(jì)關(guān)乎著汽車的穩(wěn)定性，與乘客的生命安全息息相關(guān)，需要加以高度重視，因此對(duì)線束支架防錯(cuò)設(shè)計(jì)、三維布線設(shè)計(jì)、整車電器原理設(shè)計(jì)等進(jìn)行深入研究，具有重要意義。

1 汽車線束設(shè)計(jì)的重要性

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，科技水平不斷提高，人們的生活質(zhì)量得到了巨大的改善。在這個(gè)背景下，汽車行業(yè)得到了高速發(fā)展，逐漸普及到普通家庭中，同時(shí)人們對(duì)于汽車的安全性、舒適性、平穩(wěn)性也提出了更高的要求，汽車中電器設(shè)備不斷增加，功能和系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜，生產(chǎn)難度越來(lái)越高。汽車線束設(shè)計(jì)是汽車電路設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，相當(dāng)于汽車電路的神經(jīng)中樞，需要經(jīng)過(guò)電源分配、搭鐵分配、原理圖繪制、線束布置等環(huán)節(jié)，關(guān)乎著汽車電路系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，因此對(duì)汽車線束設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析具有重要意義。

2 汽車線束設(shè)計(jì)

2.1 三維布線的設(shè)計(jì)

市場(chǎng)上汽車的種類、型號(hào)有很大區(qū)別，電器設(shè)備位置、車身結(jié)構(gòu)也有所不同，汽車線束要根據(jù)汽車的具體情況和特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要選擇合理的布線方式，目前，常用的布線方式有兩種，分別是H型和E型。整車線束都要采用分段分組式的走向設(shè)計(jì)，線束的走向直接決定著整車電器的布置和線束設(shè)計(jì)。三維線束的設(shè)計(jì)要考慮到安裝的方便性和裝配工藝的可執(zhí)行性，保證在正常的操作限度之內(nèi)。在振動(dòng)部件或運(yùn)動(dòng)部件的線束設(shè)計(jì)中，要根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)幅度和最大動(dòng)程，預(yù)留一定的線路長(zhǎng)度，保證運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)效果不會(huì)沿著線束傳遞，保證其他線束不會(huì)受到拉力的影響。汽車三維線束的設(shè)計(jì)中，要注意預(yù)留出插接件固定和接入的空間，滿足穿線的方便性，并要做好線束過(guò)孔的密封措施和寬闊部位線束的固定和保護(hù)措施。另外，三維線束應(yīng)該沿邊或沿走線槽的布置，與周圍的零部件保持合理的距離，避免線束承受直接壓力。

2.2 整車電器原理設(shè)計(jì)

整車電器原理是線束設(shè)計(jì)的核心，主要包括系統(tǒng)單元電路原理圖紙、整車電源分配圖和整車搭鐵分配圖，關(guān)乎著線束設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，決定各項(xiàng)電器設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)單元電路原理圖決定著電路的連接關(guān)系和運(yùn)行模式，必須將蓄電池、經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)、終端設(shè)備、搭鐵、熔斷絲包括其中，形成一個(gè)完整的回路。設(shè)計(jì)人員要先確定各個(gè)電器元件的額定電壓、電流、頻率，根據(jù)各用電設(shè)備的要求、機(jī)械性能、設(shè)計(jì)主要單元的電路，并保證最大工作電流、脈沖電流在安全標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。電源分配圖反映著熔斷絲和電器元件負(fù)荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一般具有簡(jiǎn)單的邏輯控制能力。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)電器設(shè)備的功能，來(lái)確定電源模式，并選擇與之匹配的繼電器。而熔斷絲則要根據(jù)電器元件的功率、工作環(huán)境、最高負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇。搭鐵分布圖在電器原理設(shè)計(jì)中是最為重要的，難度也是最大的。搭鐵是指將設(shè)備、電路等，與參考搭鐵連接起來(lái)，并提供一個(gè)等電位電，汽車電路系統(tǒng)中一般會(huì)設(shè)置多個(gè)搭鐵。搭鐵的設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì)電路中的信號(hào)產(chǎn)生影響，關(guān)乎著電器設(shè)備的穩(wěn)定性。在搭鐵的設(shè)計(jì)上，應(yīng)該避免線路過(guò)長(zhǎng)，就近公用同一個(gè)搭鐵點(diǎn)。對(duì)于ECU、ABS等對(duì)汽車整體性能影響較大的用電設(shè)備，和一些等容易受到干擾的用電設(shè)備，要設(shè)立單獨(dú)的搭鐵電[1]。對(duì)于安全氣囊等防護(hù)設(shè)備，不僅要設(shè)立單獨(dú)的搭鐵點(diǎn)，還要進(jìn)行復(fù)式搭鐵，保證防護(hù)設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

2.3 熔斷絲盒的設(shè)計(jì)

熔斷絲盒是整車電氣的核心，具有集中供電、分配符合的作用，可以有效節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)一體化控制。普通汽車的駕駛艙和機(jī)艙各有一個(gè)熔斷絲合，部分汽車還在蓄電池正極上，加裝一個(gè)小型配電盒，輔助大電流的分配。高檔車型中熔斷絲盒的數(shù)量可能有3到4四個(gè)，可以更加靈活的進(jìn)行電力分配。熔斷絲盒有很多種，常見(jiàn)的有匯流條式熔斷絲盒、直插式熔斷絲盒和線路板式熔斷絲盒。匯流條式熔斷絲盒使用PA改性材料，通過(guò)多層匯流條實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的電器布局，繼電器、熔斷絲等元器件與匯流條的連接處需要安裝過(guò)渡插座，負(fù)荷能力強(qiáng)，但是生產(chǎn)工序較為復(fù)雜，成本較高。直插式熔斷絲盒的導(dǎo)線與端子接入到了電器盒中，將各元器件連接了起來(lái)，電源輸入供端，以匯流條進(jìn)行分配，能承載較大的電流，制造成本較為低廉。但是線束構(gòu)造較為復(fù)雜，裝配難度較大，維修、更換較為困難。線路板式熔斷絲盒通過(guò)線路板覆銅的方式，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜電器布局，可以靈活排布電流，通過(guò)改變電源的輸入模式，可以提高電路的可靠性，并與線束端采用插接件連接，插拔更為便捷，但制造成本相對(duì)較高[2]。

2.4 線束支架和插拔件防錯(cuò)設(shè)計(jì)

在線束生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)左邊元件裝配到右邊，或者右邊元件裝配到左邊的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以在元件上做出標(biāo)識(shí)，進(jìn)行左右元件的區(qū)分，或者將左右件做成相同的零件，避免裝配混亂。插拔件防錯(cuò)設(shè)計(jì)也非常重要，為了避免裝錯(cuò)的情況，應(yīng)該避免將相同的插拔件使用在同一區(qū)域中。如果一條流水線生產(chǎn)多個(gè)車型，布置區(qū)域相同，也應(yīng)該在適配上做出區(qū)分，比如安全氣囊的控制器，一般布置在下車體的中央通道中，選擇適配不同的插拔件可以避免總裝時(shí)控制器裝錯(cuò)的情況。統(tǒng)一型號(hào)的插拔件主要通過(guò)防錯(cuò)特征來(lái)區(qū)分，線對(duì)板和線對(duì)線的插拔件，其防錯(cuò)特征應(yīng)該是一一對(duì)應(yīng)的，即使外形完全一樣，也要在凹槽、凸筋的位置上有所區(qū)分，也可以使用不同顏色進(jìn)行區(qū)分，所選顏色要和電器端的顏色保持一致。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，汽車線束設(shè)施是汽車電路的核心，關(guān)乎汽車上各項(xiàng)電器設(shè)備能否正常運(yùn)行，關(guān)乎著汽車行駛的安全性與穩(wěn)定性。在汽車線束的設(shè)計(jì)上，要根據(jù)汽車的實(shí)際情況，做好三維布線、單元電路原理圖紙、整車電源分配圖、整車搭鐵分配圖、熔斷絲盒和線束支架放錯(cuò)設(shè)計(jì)，保護(hù)人們的生命安全。