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汽車線束是汽車電路各部件聯(lián)系的載體，有人曾經(jīng)做過一個形象的比喻，汽車線束是血管，汽車引擎是心臟，心臟因血管而跳動，引擎因線束而運轉(zhuǎn)，可見汽車線束對于汽車整 車電路正常穩(wěn)定的重要性，故了解汽車線束設(shè)計中的一些設(shè)計原則是很有必要的。然而，搭鐵設(shè)計尤為重要，首先是搭鐵的回路增加，其次是需要搭鐵的功能越來越多，因搭鐵不 良而導(dǎo)致流經(jīng)電氣設(shè)備的電流發(fā)生變化，產(chǎn)生電位差，從而影響設(shè)備的性能。因此，汽車線束設(shè)計在電器系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)中尤為重要。

1 負載分配設(shè)計原則 

汽車的供電系統(tǒng)設(shè)計是否合理，直接關(guān)系到汽車正常運行及駕駛員的安全性，因此世界各國的汽車線束設(shè)計原則基 本都是以安全為主。點火開關(guān)工作結(jié)構(gòu)即整車電器負載分 配如圖 1 所示。 

圖 1 點火開關(guān)工作結(jié)構(gòu)原理 

LOCK 檔: 鑰匙只有在該檔位才能拔出來，此時方向 盤被鎖定且發(fā)動機停止工作。

ACC 檔: 鑰匙旋到該檔位時受該檔位控制的用電器 均能操作，如收音機和點煙器。

IG1、IG2 檔: 此時是 ON 檔，除啟動機不受控制外，其 他用電器均能啟動正常工作。

START 檔: 啟動發(fā)動機，在此時 ACC 檔和 IG2 檔用電 器均斷電停止使用，以便有足夠的電量用以啟動，但松開鑰 匙后鑰匙將自動回到 ON 檔，所有用電器均可正常使用。 

目前國內(nèi)汽車設(shè)計一般要求的電源分配如下: 

1) 常電: 控制備用電源、制動燈、喇叭、室內(nèi)頂燈及門控 燈、腳踏燈、行李箱燈、防盜系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)等用電設(shè)備，即這些用電設(shè)備的取電方式是由蓄電池直接供給。 

2) ACC 電: 主要控制音響系統(tǒng)、點煙器、座椅加熱和電動天窗等設(shè)備。 

3) ON 電: 主要控制組合儀表、安全氣囊、電動外后視鏡 調(diào)節(jié)、電動玻璃升降、空調(diào)鼓風(fēng)機、倒車影像和大 燈 以 及 ECU、ABS、BCM、ESP 等控制系統(tǒng)。 

4) ST 電: 啟動機，規(guī)定啟動瞬間切斷ACC 和 IG2 上的 所有控制負載。

2 線路保護設(shè)計原則 

線路保護就是對線束的導(dǎo)線加以保護，并兼顧對回路電器件的保護，其保護裝置主要有熔斷器和斷路器，選取時一定要按照實際情況分析，不能馬虎。

2.1 熔斷器的選取原則 

汽車用熔斷器就是平常所說的保險絲，當(dāng)汽車電路發(fā)生故障和異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可 能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電 路甚至造成火災(zāi)時，熔斷器將會自身熔斷切斷電流，從而保護整車電路的安全運行。熔斷器按形狀分可分為片式熔斷器、方形熔斷器或玻璃管式熔斷器等; 按額定電壓可分為高 壓熔斷器和低壓熔斷器; 按熔斷速度可分為快熔和慢熔; 選取時需考慮負載的類型、工作環(huán)境溫度及電流的范圍。熔斷 器的容量可根據(jù)下述經(jīng)驗公式推算: 

公式 1:在常溫( 25 ℃ ) 下選擇保險絲額定電流的 75% 為工作 單位，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，保險絲的載流能力會下降，溫度下降的系數(shù)為 0.15% /℃ :

I保 = I工作 /( 0.75* K)

其中: K = 1 -( T-25 ℃ ) * 0.15% /℃，即溫度系數(shù); I保為保 險絲的額定電流，即保險絲的容量; I工作 為負載工作的實際 電流; T 和負載工作的環(huán)境溫度。 

說明: 公式中的溫度系數(shù)( K) 可以根據(jù)不同類型的保險 絲溫度性能曲線來確定。 

公式 2: 保險絲的額定容量 = 電路最大工作電流/80%

公式 3:保險絲容量( F) ≥ 正常工作電流/（負載特性* 峰值電流時間* 負載裝配區(qū)域* 保險絲裝配區(qū)域 ）

負載特性包括連續(xù)負載和間斷負載，連續(xù)負載是指工作 時間在 10 s 以上的用電設(shè)備，間斷負載是指工作時間在 10 s 以下的用電設(shè)備。

峰值電流時間: 如出現(xiàn)峰值電流的時間 ＜0.2 s 的為 1. 0、如時間＞0.3 s 的為 0.7。( 說明: 結(jié)合現(xiàn)在電器件的設(shè)計水平，暫定出現(xiàn)峰值電流時間 ＞ 0.3) 

負載裝配區(qū)域: 如布置在室內(nèi)則系數(shù)為 1. 0、如布置 在發(fā)動機艙則系數(shù)為 0.9。 

保險絲 的 安 裝 區(qū) 域: 如保險絲單獨連接則系數(shù)為 1.0、如安裝在保險絲盒內(nèi)則系數(shù)為 0.9。例: 喇叭 保 險 絲: 工 作 電 流 是 8 A，則: FUSE 的 容 量 ≥8 A/［1.1* 0.7* 0.9* 0.9］= 13 A，根據(jù)保險絲的實際規(guī) 格可選擇 15A 的保險絲來保護線路。

在電路設(shè)計過程中有關(guān)保險絲的選擇可以結(jié)合上面的 經(jīng)驗公式來選定。

2.2 繼電器的選取原則 

汽車常用的繼電器一般是通過小電流來控制大電流，從而達到保護用電器的作用。選取繼電器時必須根據(jù)用電器 的功率和開關(guān)的承載能力來決定，如果開關(guān)的觸點耐電流能 滿足負載的額定電流就可以不用選擇繼電器來保護。常用 繼電器的設(shè)備一般有刮水器、喇叭、前照燈、霧燈、除霜、風(fēng)扇 和鼓風(fēng)機等，目前乘用車設(shè)計所選用的繼電器一般為 12 V， 其選擇的相關(guān)技術(shù)要求如下: 

1) 繼電器線圈: 額定電壓為 12 V，工作電壓范圍 9 V ～ 15 V，觸點吸合電壓一般不大于 8 V，觸點斷開電壓一般不小 于 2． 5 V。 

2) 繼電器觸點: 根據(jù)整車電器控制邏輯確定觸點類型 ( 常開、常閉和雙觸點等) ，觸點材料一般有 AgSnO、AgNiO 或 銀合金，觸點負載性質(zhì)一般有電阻性負載、電感性負載、點擊 負載和燈具負載等; 觸點額定容量有 15 A、20 A、30 A、40 A、 60 A、70 A、80 A 等，其機械壽命不小于 1 × 107 次。 

3) 線圈額定電流的選擇: 對沒有特殊要求的繼電器( 喇 叭、除霜器、霧燈等) 一般優(yōu)先選用汽車普通繼電器( 成本 底) ，對一些固定在 PCB 電路板上及控制模塊系統(tǒng)中的繼電 器需選用線圈上并聯(lián)瞬態(tài)抑制( 又叫削峰) 二極管或電阻的 繼電器( 成本高) ，此線圈的額定電流可根據(jù)相應(yīng)的控制系 統(tǒng)來確定。 

4) 環(huán)境溫度范圍: 一般繼電器的耐溫范圍在-40 ℃ ～ 85 ℃，部分耐高溫繼電器的耐溫范圍在-40 ℃ ～ 125 ℃。設(shè)計時考慮到設(shè)計成本，對繼電器的耐溫要求應(yīng)根據(jù)繼電器 所裝配位置進行確定，如裝配在室內(nèi)，耐溫范圍-40 ℃ ～ 85 ℃ ; 如裝配在前艙，耐溫范圍 -40 ℃ ～ 125 ℃。 

3 導(dǎo)線選取原則 

設(shè)計時首先應(yīng)重點考慮線束所處的環(huán)境和功能，如: 發(fā)動機艙周圍環(huán)境溫度高，腐蝕性氣體和液體也很多，因此，一定要選用耐高溫、耐油、耐振動和耐摩擦的導(dǎo)線，行李箱蓋上的導(dǎo)線要在低溫下保持彈性，門內(nèi)導(dǎo)線耐彎曲度要求高; 同 時選用不同標準的導(dǎo)線其性能也有很大區(qū)別，德標導(dǎo)線絕緣 皮薄柔韌性好，國標導(dǎo)線絕緣皮厚、延伸性好，日標導(dǎo)線絕緣 皮薄、柔韌性較好，美標導(dǎo)線絕緣皮一般為熱塑性和熱固性 彈性體，還有經(jīng)過輻照工藝加工的，這些均可根據(jù)不同需求 和工作環(huán)境進行合理的選擇。 

3.1 導(dǎo)線截面積的選取原則 

1) 根據(jù)電器件功率的大小計算流通導(dǎo)線的電流，長時 間工作的電氣設(shè)備可選擇實際載流量 60% ～ 100% 之間的 導(dǎo)線。 

2) 根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小適當(dāng)改變導(dǎo)線的截 面積。 

3) 根據(jù)導(dǎo)線的走向、連接器的數(shù)量( 即電壓降的大小) 適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。截面積的選擇計算可根據(jù)經(jīng)驗公式:

I =( S* 10 + 8 )/2

注: I—導(dǎo)線中通過的電流，S—導(dǎo)線截面積。導(dǎo)線截面積常用規(guī)格有 0.3 mm2 、0. 5 mm2 、0.75 mm2 、 1.0 mm2 、1.5 mm2 、2.0 mm2 、2.5 mm2 、4.0 mm2 、6.0 mm2 、 10 mm2 等，它們各自都有負載電流值，配用于不同功率用電 設(shè)備。以開瑞綠卡整車線束為例，0.5 mm2 規(guī)格線適用于儀 表燈、指示燈等; 0.75 mm2 規(guī)格線適用于牌照燈、前后小燈 等; 1.0 mm2 規(guī)格線適用于喇叭、轉(zhuǎn)向燈、霧燈等。 

3.2 導(dǎo)線顏色的選取原則 

為了便于識別和檢修汽車電器設(shè)備，在設(shè)計時通常將電 線束中的低壓線采用不同顏色，而線色的選配應(yīng)優(yōu)先選用單色，再選用雙色，雙色線的導(dǎo)線顏色由兩種顏色組合而成，其 標注的第一色為主色，第二色為輔助色。 

在各種汽車電器中功率搭鐵線應(yīng)用黑色電線，黑色電線 除作功率搭鐵線外，不作其它用途; 而電子搭鐵線應(yīng)用棕色 電線，棕色電線除作電子搭鐵線外，不作其它用途; 雙絞線的 顏色在黃/黃棕、黃白/黃紅、黃黑/黃綠、黃藍/綠黃四組中選取; CAN 雙絞線的顏色為綠/黃、綠黑/黃黑、綠紅/黃紅

表 1 線束的顏色及代號

表 2 雙色線的選用順序

4 線束布置 

汽車線束布置是一個復(fù)雜的過程，需要考慮的方方面面很多，布置時注意事項如下: 

1) 線束布置要順其自然，在視覺上不感覺走向牽強，在裝配中不和其他零部件干涉，在維修中不感覺難于操作。 

2) 接地線要按照假想的回路設(shè)置搭鐵點，且搭鐵點要 布置在大的構(gòu)件上。 

3) 線束要避免與周圍部件干涉，線束和周圍零部件間 隙均勻，和熱源保持足夠距離，同時避開油路。

4) 信號線盡可能避開大電流導(dǎo)線和干擾源，防止電磁 干擾。 

5) 在滿足功能的情況下，盡量避免重復(fù)走線，盡可能地 減少導(dǎo)線的長度和根數(shù)，從而達到減輕重量及降低成本，同時要保證線束質(zhì)量，安全可靠。 

6) 通過利用防護橡膠套來保證線束穿過金屬孔時避免 被切斷或割裂。 

7) 與運動零部件之間的間隙應(yīng)大于 25 mm。 

8) 保險絲和繼電器更換的方便性，使用頻率高的用電 器，其保險絲和繼電器在保險絲盒內(nèi)的位置布置在易尋找、 易操作的位置，在保險絲盒內(nèi)的布置，要將其散熱量大小和 其工作時間考慮在內(nèi)，避免局部早期失效。 

9) 利用 CATIA 軟件中的 Electrical Harness Assembly 模 塊進行整車線束走向的模擬，明確固定點和避免干涉點并確 定線束長度。 

5 汽車搭鐵設(shè)計分析 

搭鐵設(shè)計在汽車線束設(shè)計中尤為重要，否則會造成信號 干擾，從而影響某些電器件的正常功能實現(xiàn)，下面將具體論 述汽車搭鐵的類型、功能及在整車中的分配: 

1) 整車地: 顧名思義就是整車電路的地，它是由蓄電池 負極直接接到車身，使車身成為一個大的負極，所有的搭鐵 點都是通過車身搭鐵，因此汽車電路中的接地又被稱之為 搭鐵。 

2) 功率地: 主要是指大功率用電設(shè)備的搭鐵，例如發(fā)動 機冷卻風(fēng)扇、刮水電機、玻璃升降電動機、空調(diào)鼓風(fēng)機等，這 些用電器的電流一般較大，會對其他弱電流或信號線產(chǎn)生 干擾。 

3) 信號地: 一般指小電流信號的搭鐵，有模擬信號、數(shù) 字信號等，信號一般比較敏感，容易被干擾。 

4) 屏蔽層搭鐵: 對于娛樂系統(tǒng)天線及高壓工作用電器， 由于其工作過程中對周圍電磁場影響較大，必須采用單芯屏 蔽線，以達到保證接收信號準確，且對周圍線束電磁場影響 最小作用。 

上述搭鐵點的設(shè)計均要遵循強弱電分開搭鐵原則、安全 件單獨搭鐵原則和就近搭鐵原則，避免搭鐵線過長，造成不 必要的電壓降。 

6 結(jié)論 

汽車線束設(shè)計的是否合理在很大程度上影響著汽車的 整體性能，目前開瑞綠卡所研發(fā)車型的整車線束設(shè)計方法及 搭鐵點布置均按照上述設(shè)計原則進行，首先根據(jù)整車配置進 行合理的電源分配，其次按照用電器的功率大小而合理地選擇導(dǎo)線線徑、保險絲容量和繼電器大小，最后通過三維線束 布置模擬出線束的基本走向、固定位置、固定方式和線束分 支的長短，從而保證線束滿足汽車的環(huán)境性能、電氣性能和 機械性能等要求，實現(xiàn)電信號的傳遞，確保用電設(shè)備的正常 工作