某乘用车扁平空间下线束的设计优化

蔡刚强，刘华品

（一汽海马汽车有限公司，海南海口 570206）

某乘用车扁平空间下线束的设计优化

蔡刚强，刘华品

（一汽海马汽车有限公司，海南海口 570206）

普通乘用车的线束都是成捆成束状，截面为圆形或椭圆形，生产工艺优化程度高，但当产品空间受限时，其应用困难。本文将线束展平设计，是对线束设计中局部空间优化的一种创新设计。

线束；局部；扁平化

1 项目由来

乘用车对乘坐空间的追求是永恒和极致的，头部空间是乘坐舒适性重要指标之一。中小型尺寸的7座SUV，第3排座椅的乘坐空间本身偏弱，因此一丁点的尺寸变化都显得非常敏感。

评审目标车型时发现，其后室内灯的布置正好落在第3排座椅的正上方，为了配合室内灯的安装以及背后线束，顶棚做了一个402×173×17的凸台，如图1所示。

图1 凸台

该凸台的出现，使得第3排头部高度降低17 mm，且凸台位于第3排座椅中间，带来不便的乘坐体验：用户从右侧上车进入到左侧时要低头避让，否则有撞头的隐患；后排任何位置落座后，会感受到来自头顶上方凸台带来的视觉压抑。

对该凸台的优化势在必行，除了室内灯需要换型外，底层的线束尺寸才是最大的挑战。

2 面临的挑战及其分析

经过分析发现，在顶棚凸台和钣金之间的线束连接后背门，与后背门对接线束的通孔就在附近，因此，要想挪动线束的布置位置几乎不可能。

同时，在以往的设计中，线束在设计阶段能考虑到的直径往往偏小，根源在于后期的包扎、防护、支架等尺寸考虑可能存在不足，一旦实车装配，其空间就非常紧绷。因此，设计过程中，要求线束与周边零件的设计间隙偏大。

本次空间优化，理想的设计状态是把凸台削平，即直接降低凸面17 mm，按计算结果，线束的空间需压缩为7mm，如图2所示。

图2 凸台削平

传统圆形截面布线，背门线束的外径约为15mm，显然，传统的设计思路无法满足需求。

前文已经描述改变布置位置已然不可行，那么改进的思路只有两条：修改钣金设计，让出空间至15mm以上；压缩线束，使之尺寸需求降低到7mm以下。

钣金要做修改，除了改模成本较高外，碰撞、NVH的风险更大，因此在做了大致评估后就放弃掉了。只能专心思考线束需求空间降低办法。

深入研究发现，截面为圆形、椭圆形主要出于生产工艺的需要，其空间利用效率非常低。线束是多根电线聚集而成，如果不包扎、或者利用其它辅助设备，使其扁平化，则可能实现空间降低的需求。

3 设计步骤

3.1 方案筛选

在确定通过更改设计使得空间需求降低的思路后，进一步分析线束在此处的特点：①此处线束有电源线，故不适合使用扁平电缆；②有插接件过钣金孔的需求，需要有防止钣金割破线束的保护措施；③不能对线束的生产工艺造成过大负担。

进一步讨论沟通后，初步形成了3个线束扁平化设计草案。

1）方案1取消该段线束的外包扎，使线束导线处于自由的零散状，效果如图3所示。

图3 取消外包扎

本方案的优点是成本低，缺点是外形一致性差，装配性能处于无序不可控状态。

2）方案2在扁平化位置设计定型的塑料支架，效果如图4所示。

图4 定型的塑料支架

本方案的优点：支架体积小，截面定型稳定。缺点：支架需要新开模具，支架缺少和钣金固定，有沿导线径向移动的趋势。

3）方案3使用PRT包布包裹，效果如图5所示。

图5 使用PRT包布包裹

本方案的优点是不用新开支架模具，生产装配容易；缺点是截面定型弱于方案2。

根据线束识别的特点，我们用保护性、工艺影响程度、成本3个维度来评价，见表1。

表1 方案比较

综上，考虑到本车型的设计生产纲领不高，但对成本要求较高，因此选择方案3最为合适。

3.2 详细设计过程

1）基于线束原理确定该部位导线的数量、型号和规格。

2）收集样线并实测尺寸，以便数模绘制精确控制；由于每根线的线径不一样，要分别摆放后选择出最大长宽数据。

3）预留零件升级的冗余度。

4）确定最终尺寸为10mm×30mm。

5）建模及展开，以便2D图纸上进一步描述其控制要求。

形成最终设计如图6所示。

图6 最终设计

4 设计总结

本次设计优化直接收益：视觉空间和实际空间的改善，增加客户乘坐的舒适度，进而提升了车型的整体品质和品味；附加效益：将后室内顶灯通过更换型号、结构等，成本、体积和质量都得到了优化。

通过这次局部空间优化设计，扩展了线束设计的新方法。通过对传统设计的改变，降低了对局部空间的需求，因此，调和了整车设计中的一些矛盾，确保了更重要的、以用户为直观感受的目标实现。

［1］刘振超.浅析汽车线束设计的原则［J］.汽车电器，2015（2）：19-22.

［2］蔡晶晶.汽车线束的精益设计及布置［J］.工业设计，2012（3）：262.

［3］邱伟，吁苗.汽车线束的三维布局设计基本原则［J］.汽车电器，2012（3）：16-18.

［4］杨三军，李楠楠，闫亮亮.汽车电线束中胶带的应用与分析［J］.汽车零部件，2009（10）：66-68，72.

（编辑 杨景）

图3 线束模块的组装过程

图4 线束采用选装包的设计方式各相关部门的工作量

机，顶篷等）仍然采用标准的方法，即采用预先定义好的基于线束零件号的方法进行线束的选装设计。

到底哪种方法更适合，还需要主机厂结合车型销量、生产工艺、各部门的体系能力、合作供应商的开发生产水平等多方面的因素去考虑权衡。

（编辑 心翔）

Harness Design Optimization for Flat Space

CAI Gang-qiang，LIU Hua-pin
（Haima Motor Corporation，Haikou 570206，China）

The wire of normal passengerVehicles is harnessed in cylinder，for which the production technique has been well-optimized，but this cylinder shape is not suitable in limited product space.In this article，a flat harness design is introduced to achieve optimization in narrow space.

wire harness；local；flattening

U463.62

B

1003－8639（2016）11－0023－03

2016-07-20