汽车电气装备选装方案对线束设计的影响

王宇

（一汽轿车股份有限公司产品部，吉林长春 130012）

汽车电气装备选装方案对线束设计的影响

王宇

（一汽轿车股份有限公司产品部，吉林长春 130012）

简要描述电器选装名词术语，分析造成线束设计多样化的原因，阐述采用预先定义好的基于线束零件号和采用选装包方式定义线束零件号的两种设计方法，并结合具体应用实例进行讲解，供读者参考应用。

线束；电气装备；选装

随着汽车产业的飞速发展，汽车电气系统变得越来越复杂，功能也越来越强大，车型和不同配置的组合越来越多，同时激烈的竞争，不断加快新车的上市时间。所有这些因素导致对电气系统设计的要求越来越高，而线束是汽车电路的网络主体，汽车上的电源和各种电气系统需通过线束来实现电路物理连接。为应对不同用户对整车电气装备的需求（有时还需要考虑整车机械结构的差异、电气接口的差异等因素的影响），我们可以通过不同车型的装备定义及各电气设备之间存在的逻辑组合关系，在线束设计的过程中制定出一系列电气设备选装的管理方法，来完成对不同车型电气选装设备的管理。本文将探讨整车线束设计过程中应对电气装备选装的设计方法。

1 电气选装术语解释

1.1 电气选装

电气选装由代码组成，是用来描述汽车上的某一性能或特征，可由代表选装的功能代码或特征值编码来体现。

选装功能代码由任意的一串字母或数字组成，用来描述在汽车上被广泛使用的一种性能或特征，选装功能代码举例见表1。此种线束选装设计方法多见于采用预先定义好的基于线束零件号的设计方法（详见第3章节）。

表1 选装功能代码表举例

有些主机厂也会将整车上所有的差异，全部定义出不同的特征值编码，不同的特征值编码代表不同功能含义，选装特征值编码举例见表2。此种线束选装设计方法常见于采用选装包方式定义线束零件号的设计方法（详见第4章节）。要实现电气选装功能的自由组合，需将每种相关的电气选装拆分成可供生产组装的线束模块总成，最终供货的线束是由基础车型线束模块（可能不止一种）+若干体现选装电气功能的线束模块组合而成。

表2 选装特征值编码表举例

1.2 电气选装表达式

选装关系表达式由多个相关选装代码（或特征值编码）及运算表达式组成，用来传达在某一车型某一设定目标所包括的限值条件。电气选装及选装关系表达式可以用来设定原理图及线束图中各分系统、电器件、信号线等。运算表达式由布尔运算符组成，包括AND（与）、OR（或）、NOT（非）等。

例如：“SW-F&PR-F”（由两个相关选装代码及运算表达式组成），表示含有前座椅加热（SEAT WARM-FRONT）功能，又含有前泊车雷达（PARK RADAR-FRONT）功能的车型，才会用到的电气装备；“4U1&4W1”（由两个相关特征值编码及运算表达式组成），表示含有外后视镜电动折叠（4U1）功能，又含有外后视镜电加热（4W1）功能的车型，才会用到的电气装备。

2 造成线束设计多样化的原因

2.1 整车电气功能的多样性

由于汽车电气系统变得越来越复杂，功能越来越强大，不同用户对整车电气装备的需求各不相同。为适应各种不同的电气装备在整车上的配置差异，线束的设计就需要衍生出很多不同的零件来体现，这是造成线束设计多样化最主要的原因之一。

电气选装的多样性决定了配置复杂度，如果一种线束上附加了多个选装特征，线束种类会达到2n。例如，某种线束的设计受4种电气选装的影响，那么线束的设计会有16种（24）排列组合方式，见表3，含4种电气选装的线束总成见图1。

2.2 机械结构上的差异造成的选装

在不同的配置情况下，如果一个电气设备需要装在车上不同的位置，即一个设备在不同的车型上有两个位置，导致线束的布置路径不同，这样在线束设计的过程中也会造成选装的差异。

2.3 供应商不同造成的选装

同一个设备往往会有不同的供应商供货，有时会出现电气设备的接口不一致的情况，这时就需要针对两个供应商的零部件分别设置电气选装，从而增加了线束选装的设计方案。

表3 4种电气选装的排列组合

图1 含4种电气选装的线束总成

3 采用预先定义好的基于线束零件号的设计方法

前文已经提到，电气选装有N种特征，那么为应对这N种特征的排列组合，线束种类会达到2n。那么如何来减少线束的种类呢?

第1种方法：增加不同电气选装之间的约束关系（如必须同时存在或者互斥），人为地进行设计，将多个功能进行捆绑，从而减少选装代码的数量及线束的种类。具体哪些功能可以绑定，需要主机厂及销售公司共同进行确认。比如，将图1中选装C和D进行捆绑，必须同时存在或取消，则选装代码的数量相当于由4个改为3个，自然排列组合会减少，见表4。

表4 选装C和D捆绑后的排列组合

第2种方法：在线束设计时，增加设计冗余，将有些选装的电气功能也做成标配，可在一定程度上减少线束的数量，但这样做会导致线束单件成本的增加。哪些电气选装功能可以做成标配？这主要取决于各电气选装功能所对应的车型在终端市场上销售比例，各电气选装功能映射到线束单件上的成本差异及对线束装配性的影响。如某款车型，不带定速巡航功能进行销售的车型比例小于10%，且此功能线束单件的成本只是增加了2个回路，同时不会影响线束的装配工艺，故在线束设计时，可不考虑此功能所引起的选装差异。其他功能如外后视镜加热、折叠等也可以做成标配。此种方法减少线束种类的原理同方法1，也是相当于减少了选装代码的数量。

目前大多数主机厂进行线束设计时，主要采用预先定义好的基于线束零件号的设计方法。此设计方法需根据整车的装备定义，编制装备定义拆解表（用于识别整车都有哪些选装与线束的设计相关），同时结合线束的拓扑结构（用于识别线束分段方案）以及每段线束的插接件清单（用于识别每段线束涉及的选装接口），逐步分解来确认每段线束对应某一确定车型所适配的选装。总体来说，就是筛选出和线束设计相关的电气选装，结合装备定义中不同配置车型对相关功能的选配关系，固化出一组电气选装代码的排列组合关系，来进行线束的开发设计。

为体现用户的定制化需求，提高终端市场车型的销量，主机厂往往还会增加选装包的方案。一般的做法是，全系车型完整上市呈现，不会因为选装的存在而减少上市车型的数量。同时增加可供用户选择的选装包。选装包的选取原则一般是以价格较高的高端装备为主，通过全系高配车型标配，中配车型提供选装，低配车型不提供选装来实现，同时选装包的价格要与用户的感知价值相当。如奔腾X80的音响大屏选装包、传祺GS4的发动机起停选装包、哈弗H6的自动内后视镜防眩目选装包等方案。

这种简单的选装包+基础车型的配置，可以通过调整选装关系，适当增加选装的设计余量，从而增加线束总成的零件号和数量来实现线束设计。

如果要将整车上各种功能均定义为选装包，实现各种电气选装功能的自由组合，完全实现终端用户的定制化选车，则按这种设计方式是无法实现的。需将每种相关的电气选装拆分成一个小的线束模块，最终供货的线束由基础车型线束（可能不止一种）+若干体现选装电气功能的小线束模块组合而成。这便是线束选装设计的第2种方法：采用选装包方式定义线束零件号的设计方法。

4 采用选装包方式定义线束零件号的设计方法

这种方法是将每个电气选装功能设计拆分成各线束模块总成，从而减少线束的数量。图1所示的线束总成可拆分为图2所示的线束模块总成。相应的线束数量变化见表5。

图2 拆分后的线束模块总成

表5 线束的数量变化

针对整车（用户定制后确定的电气功能）的电气需求，最终供货的线束由基础车型线束模块（可能不止一种）+若干体现选装电气功能的线束模块组合而成，合成过程见图3。

5 总结

采用选装包的方式进行线束选装设计，其好处是：终端客户在功能选择方面有足够的灵活性；可提升用户的匹配度；在复杂昂贵的线束上避免了设计冗余；简单的线束仍然用综合的方法进行管理。

但采用选装包的方式也有较大的前期成本投入和挑战，同时需建立公司级的体系及专用系统来支撑。各部门的工作量如图4所示。

采用选装包的方式并不适合每个汽车制造商，一些主机厂只在最复杂的线束上实施选装包的管理方法，例如仪表板线和车身线。其余线束（车门，发动

Influence of Optional Electrical Devices onVehicle Wiring Harness Design

WANG Yu
（Product Development Department of FAW Co.，Ltd.，Chang Chun 130012，China）

This article introduces terminologies of optionalVehicle devices，and analyzes reasons that lead to diversification of harness design.Two design methods are demonstrated here，which are pre-defined and packagedefined harness component numbering method.Real examples with explanations are provided as reference for readers.

wiring harness；electrical device；optional device

U463.62

A

1003－8639（2016）11－0020－03

2016-05-31；

2016-06-30

王宇（1983-），男，硕士研究生，工程师，从事整车电气原理及电线束的设计工作。