汽车线束的设计分析

夏志栓 黎欢乐 陈淼

乐清市八达光电科技股份有限公司 浙江温州 325000

随着我国科技水平不断提高，汽车行业得到了巨大的发展，人们对于汽车的要求越来越高，加入更多的电器设备，汽车线束的设计也越发复杂。线束设计关乎着汽车的稳定性，与乘客的生命安全息息相关，需要加以高度重视，因此对线束支架防错设计、三维布线设计、整车电器原理设计等进行深入研究，具有重要意义。

1 汽车线束设计的重要性

近年来，我国经济高速发展，科技水平不断提高，人们的生活质量得到了巨大的改善。在这个背景下，汽车行业得到了高速发展，逐渐普及到普通家庭中，同时人们对于汽车的安全性、舒适性、平稳性也提出了更高的要求，汽车中电器设备不断增加，功能和系统越发复杂，生产难度越来越高。汽车线束设计是汽车电路设计中最重要的一环，相当于汽车电路的神经中枢，需要经过电源分配、搭铁分配、原理图绘制、线束布置等环节，关乎着汽车电路系统的安全性与稳定性，因此对汽车线束设计进行深入分析具有重要意义。

2 汽车线束设计

2.1 三维布线的设计

市场上汽车的种类、型号有很大区别，电器设备位置、车身结构也有所不同，汽车线束要根据汽车的具体情况和特点进行设计，需要选择合理的布线方式，目前，常用的布线方式有两种，分别是H型和E型。整车线束都要采用分段分组式的走向设计，线束的走向直接决定着整车电器的布置和线束设计。三维线束的设计要考虑到安装的方便性和装配工艺的可执行性，保证在正常的操作限度之内。在振动部件或运动部件的线束设计中，要根据运动部件的振动幅度和最大动程，预留一定的线路长度，保证运动部件的振动效果不会沿着线束传递，保证其他线束不会受到拉力的影响。汽车三维线束的设计中，要注意预留出插接件固定和接入的空间，满足穿线的方便性，并要做好线束过孔的密封措施和宽阔部位线束的固定和保护措施。另外，三维线束应该沿边或沿走线槽的布置，与周围的零部件保持合理的距离，避免线束承受直接压力。

2.2 整车电器原理设计

整车电器原理是线束设计的核心，主要包括系统单元电路原理图纸、整车电源分配图和整车搭铁分配图，关乎着线束设计的准确性，决定各项电器设备能否正常运转。系统单元电路原理图决定着电路的连接关系和运行模式，必须将蓄电池、经过开关、终端设备、搭铁、熔断丝包括其中，形成一个完整的回路。设计人员要先确定各个电器元件的额定电压、电流、频率，根据各用电设备的要求、机械性能、设计主要单元的电路，并保证最大工作电流、脉冲电流在安全标准之内。电源分配图反映着熔断丝和电器元件负荷的对应关系，一般具有简单的逻辑控制能力。在设计时，需要根据电器设备的功能，来确定电源模式，并选择与之匹配的继电器。而熔断丝则要根据电器元件的功率、工作环境、最高负荷来进行选择。搭铁分布图在电器原理设计中是最为重要的，难度也是最大的。搭铁是指将设备、电路等，与参考搭铁连接起来，并提供一个等电位电，汽车电路系统中一般会设置多个搭铁。搭铁的设计将会对电路中的信号产生影响，关乎着电器设备的稳定性。在搭铁的设计上，应该避免线路过长，就近公用同一个搭铁点。对于ECU、ABS等对汽车整体性能影响较大的用电设备，和一些等容易受到干扰的用电设备，要设立单独的搭铁电[1]。对于安全气囊等防护设备，不仅要设立单独的搭铁点，还要进行复式搭铁，保证防护设备能够正常运行。

2.3 熔断丝盒的设计

熔断丝盒是整车电气的核心，具有集中供电、分配符合的作用，可以有效节省空间，实现一体化控制。普通汽车的驾驶舱和机舱各有一个熔断丝合，部分汽车还在蓄电池正极上，加装一个小型配电盒，辅助大电流的分配。高档车型中熔断丝盒的数量可能有3到4四个，可以更加灵活的进行电力分配。熔断丝盒有很多种，常见的有汇流条式熔断丝盒、直插式熔断丝盒和线路板式熔断丝盒。汇流条式熔断丝盒使用PA改性材料，通过多层汇流条实现了复杂的电器布局，继电器、熔断丝等元器件与汇流条的连接处需要安装过渡插座，负荷能力强，但是生产工序较为复杂，成本较高。直插式熔断丝盒的导线与端子接入到了电器盒中，将各元器件连接了起来，电源输入供端，以汇流条进行分配，能承载较大的电流，制造成本较为低廉。但是线束构造较为复杂，装配难度较大，维修、更换较为困难。线路板式熔断丝盒通过线路板覆铜的方式，实现了复杂电器布局，可以灵活排布电流，通过改变电源的输入模式，可以提高电路的可靠性，并与线束端采用插接件连接，插拔更为便捷，但制造成本相对较高[2]。

2.4 线束支架和插拔件防错设计

在线束生产时，经常会出现左边元件装配到右边，或者右边元件装配到左边的现象。在设计时，可以在元件上做出标识，进行左右元件的区分，或者将左右件做成相同的零件，避免装配混乱。插拔件防错设计也非常重要，为了避免装错的情况，应该避免将相同的插拔件使用在同一区域中。如果一条流水线生产多个车型，布置区域相同，也应该在适配上做出区分，比如安全气囊的控制器，一般布置在下车体的中央通道中，选择适配不同的插拔件可以避免总装时控制器装错的情况。统一型号的插拔件主要通过防错特征来区分，线对板和线对线的插拔件，其防错特征应该是一一对应的，即使外形完全一样，也要在凹槽、凸筋的位置上有所区分，也可以使用不同颜色进行区分，所选颜色要和电器端的颜色保持一致。

3 结语

综上所述，汽车线束设施是汽车电路的核心，关乎汽车上各项电器设备能否正常运行，关乎着汽车行驶的安全性与稳定性。在汽车线束的设计上，要根据汽车的实际情况，做好三维布线、单元电路原理图纸、整车电源分配图、整车搭铁分配图、熔断丝盒和线束支架放错设计，保护人们的生命安全。