低压线束导线在汽车中的选择和应用研究

骆小芳

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

1 引言

在现代汽车中，电气系统的可靠性和性能对于整个车辆的正常运行和乘车人员的安全至关重要[1]。而低压线束导线作为汽车电路中不可或缺的一部分，承担着信号和能量传输的重要任务。正确选择和应用适合的低压线束导线，不仅能够确保电路的稳定性和可靠性，还能提高汽车的性能和效率[2]。合理选择适合的导线材料和结构，能够提高汽车系统的可靠性和稳定性，同时满足汽车功能的需求[3]。本文旨在讨论低压线束导线的选择标准、材料、结构以及应用领域，希望为汽车制造商、设计师和工程师提供有关低压线束导线选择和应用的详细信息和指导，以推动汽车电路技术的发展，提升汽车电气系统的可靠性和性能，为乘车人员提供更安全、舒适的出行体验。

2 汽车电路与低压线束导线

2.1 低压线束导线的要求和特征

汽车电路是用于控制和供电的电气系统，包括车辆的照明、通信、点火、传感器、控制和电力供应等各个功能模块[4]。低压线束导线是在汽车电路中承载低电压（通常为12 V 或24 V）的导线，一般都是铜质多芯软线，由金属导体和绝缘外层组成（图1）。低压线束导线连接车辆各个电气和电子设备，以实现信号和能量的传输[5]，并具有以下要求和特征。

图1 低压线束导线的组成部分示意图

（1）导电性能：具有良好的导电特性，能够有效传输电流和信号。

（2）耐热性和耐寒性：能在高温和低温环境中工作正常，不受温度变化的影响。

（3）耐油性和耐腐蚀性：具有良好的耐油和耐腐蚀性能，能在恶劣环境中长时间使用。

（4）柔韧性和耐拉性：具有足够的柔韧性，能适应汇集、弯曲和拉伸等复杂的形状要求。

（5）绝缘性能：具有良好的绝缘材料，以防止电流泄漏和短路。各类导线绝缘层材料，如表1 所示。

表1 各类导线绝缘层材料

2.2 低压线束导线的选择

选择适当的低压线束导线对于汽车电路的性能和可靠性至关重要[6]。选择低压线束导线时应考虑以下几个重要标准。

（1）导电性能：低压线束导线应具有低电阻和高导电性，以确保电流稳定传输。常用的导线材料如铜和铝都具有良好的导电性能，但铜在这方面更优秀。

（2）耐热性和耐油性：汽车引擎舱内的温度通常较高，而且导线还可能接触到车辆的燃油和润滑油。因此，低压线束导线应具有良好的耐热性和耐油性，能在高温环境下长时间工作，且不受燃油和润滑油的侵蚀。

（3）柔韧性和耐拉性：低压线束导线必须具有足够的柔韧性和耐拉性，以适应复杂的车辆布线和弯曲要求，不会因为频繁的弯曲和拉伸而破损或导致连接不稳定。

（4）绝缘性能：低压线束导线的绝缘材料至关重要，以防止电流泄漏和短路。绝缘材料应具有良好的绝缘性能，能够有效地隔离导线和其他电子元件，防止电流流失或发生故障。

（5）安全性和符合标准：低压线束导线应符合汽车行业的安全标准，以确保车辆电路的可靠性和乘车人员的安全。导线应具有耐火性能，能够防止火灾蔓延和扩散。

（6）成本和可持续性：在选择低压线束导线时，成本也是一个重要的考虑因素。不同的导线材料和制造工艺会导致不同的成本水平，应在合理范围内选择成本效益最高的导线。

不同国家，低压汽车导线参照标准[7]也是不同的，主要可分为4 个系列（表2）。不同国家的汽车用线种类，如表3 ～表5 所示。

表2 各国低压汽车导线参照标准

表3 德国工业规格汽车用导线种类

表4 日本工业规格汽车用导线种类

表5 国内工业规格汽车用导线种类

选择适当的低压线束导线需要综合考虑导电性能、耐热性、耐油性、柔韧性、绝缘性能、安全性和成本等因素。根据具体的应用需求和要求，选择合适的导线材料和制造工艺，以确保汽车电路的稳定性和可靠性。

2.3 低压线束导线的类型

在汽车电路中，选择适当的低压线束导线材料至关重要，不同的材料具有不同的特性和适用范围。以下将详细讨论常见的低压线束导线材料，包括铜导线、铝导线、铜包铝导线、铜包钢导线和铜合金导线。

（1）铜导线是最常用的一种低压线束导线材料，具有优良的导电性能和良好的耐腐蚀性能。其导电性能高，能够提供稳定的电流传输。此外，铜导线还具有良好的柔韧性和耐拉性，容易弯曲和安装。然而，铜导线相对比较贵，且重量较重，不如一些其他材料节省空间。

（2）铝导线是一种相对较轻的材料，可有效减轻车辆的总重量。它具有较好的导电性能，并且价格相对较低。然而，相比铜导线，铝导线的导电性能略差，电阻较大，会产生能量损失。此外，铝导线更加脆硬，不如铜导线柔韧。

（3）铜包铝导线是一种将铝芯线包覆在铜层中的导线。它结合了铜和铝的优点，具有较低的重量和较好的导电性。由于铜包铝导线较轻，可以更好地减轻整个车辆的负荷，同时保持良好的导电性能。然而，铜包铝导线在一些高温环境下可能会存在导电和稳定性方面的问题。

（4）铜包钢导线以钢芯线为基础，外层包覆了一层铜。这种导线结构在某些应用方面具有优势，如强度更高、耐张力更好。此外，铜包钢导线的导电性能也相对较好。由于外层的铜层相对较薄，可能存在耐腐蚀方面的问题。

（5）铜合金导线是一种混合了铜和其他金属的导线材料，如铝、锡和镍等。铜合金导线可以弥补纯铜导线的一些不足，例如提供更高的强度和更好的耐腐蚀性。此外，铜合金导线还具有较好的导电性和柔韧性。然而，由于铜合金导线相对较稀有，成本可能较高。

不同的低压线束导线材料具有不同的特点和适用性。在选择材料时，需要综合考虑导电性能、耐热性、耐油性、柔韧性、重量和成本等因素，并根据具体的应用需求做出合理的选择(表6)。目前，汽车导线多采用铜或者铝作为导体。随着材料科学的进步和技术创新，未来会有更多新型材料出现，进一步提高低压线束导线在汽车电路中的性能和可靠性。

表6 不同的导线种类适用于汽车的部位

3 低压线束导线的应用领域

低压线束导线在汽车中广泛应用于各个电气系统和功能模块，以实现信号和能量传输。低压线束导线在汽车中的主要应用领域如下。

（1）点火系统：低压线束导线连接着点火线圈、点火开关和火花塞，将电力传输到火花塞，以引燃燃料混合物。低压线束导线在点火系统中应具有良好的绝缘性能和导电性能，以确保可靠的点火操作。

（2）照明系统：低压线束导线广泛用于汽车的照明系统，将电流传输到各个灯具，以提供适当的照明和信号显示功能。低压线束导线在照明系统中需要具有良好的耐热性和耐用性，以应对长时间使用和高温环境。

（3）通信系统：现代汽车中的通信系统越来越重要，包括车载娱乐系统、导航系统和蓝牙连接等。低压线束导线用于连接各个组件和设备，以传输音频、视频和数据信号。这些导线需要具有良好的信号传输性能和屏蔽性能，以防止干扰和数据传输错误。

（4）传感器系统：低压线束导线连接着温度传感器、压力传感器、速度传感器和氧气传感器等，将传感器所测得的信号传输到控制单元。低压线束导线在传感器系统中需要具有良好的抗干扰性和准确的信号传输能力。

（5）控制系统：低压线束导线连接着发动机控制单元（ECU）、制动系统、驻车辅助系统等，将控制信号和反馈信号传输到各个执行器和传感器。低压线束导线在控制系统中需要具有高精度、低噪声和可靠的信号传输能力。

（6）电源系统：低压线束导线还用于车辆电源系统，其将电流传输到起动电机和发电机，以提供电力支持。低压线束导线在电源系统中须具有高安全性和耐久性，以应对高电流和长时间运行的要求。

低压线束导线在汽车中的应用非常广泛，涵盖了点火系统、照明系统、通信系统、传感器系统、控制系统和电源系统等多个领域。通过良好的设计和选择合适的导线材料，可以确保汽车电路的稳定性、可靠性和安全性。

4 低压线束导线的未来发展方向

随着汽车科技的不断发展和进步，低压线束导线在未来将会有以下几个方向的发展。

（1）电气化和混合动力汽车：随着电气化和混合动力汽车的普及，低压线束导线将面临更大的挑战和机遇。这些车辆需要更复杂的电气系统和更高的能量传输需求。未来的低压线束导线需要支持更高的电流负载和更多的电器设备，同时保持稳定性和可靠性。

（2）半导体技术的应用：随着半导体技术的不断发展，未来的低压线束导线将会更加智能化。集成半导体元件和芯片的导线将能够实现更高级的功能，例如数据传输、信号处理和诊断能力。这将有助于提高系统的性能和可编程性，同时减少空间占用。

（3）轻量化设计：在汽车行业越来越注重燃油效率和环保的大背景下，低压线束导线也需要向轻量化方向发展。采用更轻巧的材料和结构设计，可以减少导线的重量，降低整车的重量和油耗。例如，使用高效的铝合金导线代替传统的铜导线，可以实现重量减轻。

（4）柔性导线技术：柔性导线技术是低压线束导线未来的另一个发展方向。柔性导线能够更好地适应复杂的车身形状和安装要求，提供更灵活的布线方案。这将有助于简化线束的设计和布置，提高整车的制造效率和可靠性。

未来低压线束导线将在电气化、半导体技术、轻量化设计、柔性导线技术等方面得到更多的发展。这些发展方向将为汽车提供更高效、可靠、智能和环保的电气系统。同时，也需要相关技术和行业的不断创新与突破，以满足未来汽车发展的需求和挑战。

5 结语

合理选择适合的导线材料和结构，能够提高汽车系统的可靠性和稳定性，同时满足汽车功能的需求。未来的发展方向包括材料创新、智能化与自动化集成以及绿色环保与可持续发展。随着科技进步，低压线束导线在汽车行业中的应用将会得到推动和改进。