汽车线束布置设计要求

汽车线束布置设计要求

程一鑫,张洪宁

长城汽车股份有限公司 技术中心 河北 保定 071000

摘要:作为汽车电能传输“大动脉”的线束，随着市场对汽车安全可靠性的日益关注而受到行业广泛的重视。线束作为汽车的血管与神经系统，对于汽车具有牵一发而动全身的影响作用。线束的安全性是汽车整车安全性的基础保障，其技术发展对于汽车整车性能的提升具有重要作用。基于此，本文主要就汽车线束布置设计要求进行了分析。

关键词：汽车；线束；布置设计；要求

引言

汽车线束包含了传送电信号和低电压设备运行所需电能，承担着安全可靠地传输驱动车辆行驶所需电能的重要使命，对于汽车的安全性、可靠性和稳定性都具有关键且重要的作用。

1整车线束布置设计要求

随着800V系统的日渐普及，线束的技术要求也将进一步提升，对于整车线束布置带来新的挑战。线束的布置需要考虑电磁兼容性（EMC）、干扰源，连接线束建议远离易干扰部件及其连接线束，最好可以单独布置。线束与易干扰部件的连接线束的距离应超过10 cm，同时，将线束布置在金属车身的凹槽、夹角，或者紧贴金属车身布置可以有效降低电磁干扰。如何控制线束的工作温升，在满足载流量条件下尽可能减小线束截面积，这对于线束的安全使用和车内空间的布置具有重要意义。了解了线束布置的失效模式，在布置设计时才能有针对性地规避问题，以下分别从工艺要求、布置走向要求、温度要求、防水要求、线束胶套开发要求、电磁兼容性要求及搭铁要求等方面论述线束布置设计要求。

1.1 工艺装配要求

束线走向排布应避免尖锐边缘，避免被线束刮伤。用于组装线束的相邻模块应具有尺寸、颜色、槽等防错保护。除特殊情况外，不建议使用颜色进行防错保护。钢板间距应至少为通过线束和分支的最大模块尺寸的1.3倍。所有线束组装插件和固定点必须可见，以避免盲目操作。部分零件在将模块连接到连接器时，必须考虑组装和修理的可能性，以确保正常的组装或拆卸，并提供足够的空间给到装配余量，以避免束挤压。线束和端子接头不可避免会工作在潮湿、盐雾等易腐蚀环境中。而根据传统汽车线束的使用经验，在潮湿、高温和振动的环境下，如与其他部件发生摩擦和碰撞，容易出现绝缘体磨损、接头松动、导线腐蚀等现象，进而导致断路或短路等故障的发生，这就需要导体材料具有更好的化学稳定性。高品质的铜材料既能确保端子和连接器长期保持良好的接触，避免电化学腐蚀的发生，也能减缓绝缘层老化或受损后，线束导体受腐蚀的影响。

比如在一段空间里有宽裕的空间可以容纳铝导线的线径，可以在这段布置空间里设计应用铝导线，如两端孔式端子连接电器端的空间有限，可以采取铜线的方案，这样两种电线的混合利用就可以完美解决空间不均问题，同样也是为线束轻量化方向和降低成本方向考虑。

1.2 布置走线要求

线束应沿侧面、车身上的槽进行布置，避免斜线布置、交叉布置，避免线束可以承受压力。线束的布置方式应避免燃油管、制动管，不得与管道相交或接触。干线各支线点之间的距离应保持在30mm以上，每支线不得超过4条线。为了使光束穿过铁罐或其他零件，30mm前后不能有分支点。线束和静态零件应保证间隙大于15mm，特殊零件根据实际情况设置保护措施，保护线束不受损坏。静态以及运动条件下，任何线束都不得干扰金属板焊缝、铸缝或其他可能损坏线束边缘。如果接触不可避免，必须在此处设置有效的包裹保护。线束与螺栓头之间的间隙应至少为15mm，或应选择带保护帽的螺母。通常，紧固件固定点之间的间距为≤ 200mm，振动部分根据部件的运动行程合理确定。连接器不得悬空或未固定。原则上，线束固定孔或固定支架应防旋转。不要在范围内设置具有相同孔径的卡扣≤ 50 mm。所有连接器都需要固定在固定点上，不能悬挂。如果有预留插件，潮湿区域不允许预留插件，干燥区域的插件可以用胶带进行回缠。

1.3搭铁端子布置要求

接地端子需要有限的防旋转结构，以确保装配一致性。接地端子的防旋转钩插入金属板孔中。如果电气信息表要求接地电路连接到控制器，则应根据电气信息表进行连接，原则上所有部件应就近接地。电源地和信号地分别接地。如果由于布局问题或接地电路过长，电源接地和信号接地确实共享同一接地点，则有必要让电器负责人和线束负责人都要进行评估。安全和受干扰的电气设备必须单独接地。搭铁点之间的距离原则上应尽可能根据实际位置确定，在不影响拆卸的情况下，如果空间有限，应确保不影响装配。交点位置位置相对较近，应考虑防止装配不当，如更改不同搭铁支线的长度，以避免包装不当。车身金属表面应能在老化、温度循环变化、湿度、喷雾、疲劳等条件下保持正常有效的耦合。在同一位置选择搭铁端子类型时，可以选择一种或两种安装类型。防止在接地夹附近积聚液体，着陆地点选择垂直平面的干燥或潮湿区域，也可以选择不易溅洗的地方。接地部位不能设计成螺栓接头、铰链、门锁、四门两盖等连接器部位，辅助螺钉部位不得搭铁，必须选择在车身或车身主架上，必须在金属表面对齐部位。金属化表面需要清洁和平整，不应有灰尘、水印、油渍、焊接渣。不能用安装孔、工艺孔搭铁，安装点不能和其他零件共用。

2汽车线束的发展

安全性是线束最重要的指标，高压线束的安全性设计主要体现在绝缘、耐压保护、过载、连接器IP等级、等电位均衡性、高压线束走线布置等方面。从安全性角度考虑，采用更好导电率和导热性的材料有利于优化高压线束的能效、降低工作温升；采用具有更佳抗拉强度与可塑性的材料有助于提升高压线束在生产装配和车辆运行中面对振动和摩擦情况下的可靠性，且有利于优化线束的空间布置；采用化学性能更稳定的材料可以防止腐蚀的发生，确保高压线束端子与连接器的良好接触，降低由于接触不良带来的安全风险。

轻量化是新能源汽车和传统汽车都共同关注的方向，而高压线束是新能源汽车轻量化的重要领域。轻量化有助于提升能效、增加新能源汽车的续航里程，同时可以适当降低成本。但在考虑轻量化方案时，需要确保系统安全性，且对于全系统风险和全寿命成本进行综合考虑。首先，任何轻量化的方案不能以增加安全风险为代价，需要在安全范围内进行轻量化。其次，轻量化设计不能仅仅考虑局部的优化，而需要综合考虑整车全系统的轻量化和成本。例如对于高压线束材料的轻量化，除了要考虑对于线束本身的改变；还需要考虑其对于端子和连接件的影响，对于电磁屏蔽的改变，以及对于未来全车生命周期内系统维护与维修的影响。
结束语

汽车功能增多，电器架构变复杂，整车线束系统的复杂程度也随之增加。整车线束回路增多，导致整车线束体积变大，主干变粗，线束变硬。为了能在有限的空间将线束完美地嵌入车身内，避免线束被挤压、拉扯、摩擦，保证整车电器功能正常，需要对整车线束布置进行设计研究。线束设计也是一个不断更新迭代的过程，线束布置开发需基于线束设计要求，在项目开发过程中按照要求进行设计及校核，才能够有效避免出现干涉、磨线、挤压等问题，进而规避后续短路、断路、接地不良或电器功能失效等问题。
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