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引言

隨著汽車技術的不斷深化，汽車的電子化特征日益凸顯，線束作為信號和電力的傳輸通道，其的結構和設計變得愈加繁復。如今汽車輕量化技術大道齊行，作為主要成分的汽車線束無疑面臨著輕量化的嚴峻情況。為了保證汽車的功能性和可靠性，進一步實現線束輕量化的需求，有必要進行深刻的探討。

眾所周知，完整的汽車線束包括如導線、包裹材料、橡膠帽、接插件和扎帶等線束附件，而線束輕量化指的就是有效降低這些附件的重量，主要思路如下：?

（1）通過合理布局，更好地實現線束布置的優化，具體包括：線束走向布置、電源點和接地點的布置等，以減少應用回路中的導線長度，極佳地減輕線束的重量。?

（2）從接線原理入手，于根源處發掘生機。通過確定汽車線束的基礎，保證其的簡潔便捷。?

（3）通過改良線束安裝的環境，保障一定的安全性，更好地實現線束包裹材料的減重，體現輕量化的需求。

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汽車線束的重量組成結構

（1）一般地汽車導線都用的是具有較高絕緣性和耐熱性的氯乙烯、聚乙烯包覆導線。但隨著汽車技術的發展，目前已經無法適應汽車市場發展的需要，因此很有必要重新選取汽車線束的導線。針對傳統導線存在的各種缺陷，相應改造出全新的導線，目前市面上頗受追捧的導線多是鋁導線、合金導線和混合芯體導線等，極大程度上減輕傳統導線對汽車車體的重量。?

（2）因為汽車線束有著全然不同的功能，所以不同功能的導線也會有多重多樣的性能。汽車之所以能夠辨別車外事物發生的變化，是跟其自身擁有很多功能的導線有關，這些導線有自己獨特的功能，通過協調整合，實現汽車各零件的高效運轉，更好地踐行汽車的各項功能。電力線的橫截面有 2mm2、3mm2、5mm2 三類，這同樣說明了不同功能的導線也有著截然不同的橫截面積。所以要具體問題具體分析。?

（3）汽車線束屬于汽車電路的主體部分，為了更好地保障汽車運行的安全性和可靠性，小型汽車的運行需要依靠這些重要的汽車線束。這些汽車線束呈現出交錯縱橫的狀態，首尾相連下來總長度都有近兩千米，更不必說其所包含的體重。以一般汽車的銅合金導線重量為例，汽車總導線重量幾乎有 25-30千克。按照這樣的體量，很有必要對汽車線束的重量加以減少。

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輕量化汽車線束的現狀

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現狀

目前汽車的電子化特征逐漸顯現，汽車中更多地安裝了較多的電子設備，同時對汽車線束提出相應的要求：安全性能好、不存在任何的風險、可靠性高、方便快捷、有一定的材料節余、空間利用率高和布置美觀等。汽車內部空間就那么大，還往里面添加如此之多的功能設施，導致汽車內部空間日益變小，線束的安裝和排版變得愈發地困難，不利于體現汽車電器系統的安全性和可靠性。于是就如何布置汽車線束并相應設計技術要領成為目前亟待解決的重要問題。?

汽車所要用到的電線跟平時居家用到的電路不太一致，多用到的是低壓電線。一般情況下，家里用到的電線采用的是銅質單芯結構，兼具一定的硬度。然而汽車用到的電線采用的是銅質多芯的結構，很多軟線細到就像是人的頭發一樣，幾十根軟線聯合在一起，并放置于塑料絕緣管（PVP）中，又因為該材質具有良好的柔軟度，不容易出現線束斷裂的情況。為了防止礦物質油破壞電線外絕緣皮，會在上一層加一層纖維棉布和起到絕緣效果的漆膜。

在一般情況下，通過利用接插件和線耳，實現線束間或線束與電氣設備間的連接。接插件的主要構成要件包括護套和端子，在此之上還有插頭和插座。護套通過注入或擠壓PPE、PVC 或 PE 等材料制作而成，有的時候還會多出一個孔位，以便實現電線的接頭；端子通過鐵或銅以特殊的制法制成，在此基礎上會帶有刺，通過將端子嵌入護套之中，以便實現自主的鎖定，提升安全性能。塑料材質的護套會在兩邊添入能夠鎖定的裝置，相應防止裝置在使用過程中存在意外滑落的情況。在安裝線束的最后階段要固定住線頭，以此防止應用過程中出現線頭互觸或掉落的安全問題。為了實現這樣的效果，一般用的是專門固定線束的器具，保證導線走線的穩固性，避免導線出現更大的損害。?

要想批量生產出線束，需要提前準備好相應的線束圖。線束圖跟電路原理圖之間存在明顯的差別。電路原理圖主要表現的是不同電氣部分有效連接的部分，但沒有很好地顯示各電氣彼此之間存在的關系，進而忽視不同電氣元件的尺寸差異和安裝過程中的距離問題。線束圖則極佳地處理到該方面的問題，以確定各電氣元件間的有效連接。

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實際應用

近年來，人們逐漸把目光投向汽車輕量化等領域的內容，其中最主要的部分包括了線束。在整個車輛的重量上，線束所占的重量達到整體的 5%。正因為有著汽車內導線的助力，汽車才能夠更好地行駛在道路上，這充分頭體現出導線的重要作用和價值，屬于一個汽車的組成生命和內生靈魂。因而在生產汽車的過程中，需要極佳地保障導線的安全性能。如果選擇劣質的汽車導線，會造成極大的安全隱患，所涉及的后果簡直難以想象。汽車的運行需要保證駕駛過程中乘坐人員的安全，因此有必要進行導線的合格檢驗，為用戶的生命安全保駕護航。?

通過實現線束的輕量化設計，更好地保障汽車的安全性能。線束保護的形式多種多樣，包括了護板、支架和橡膠件等。具體應用如下：

（1）通過減少金屬支架的結構，用高強度的塑料護板取代金屬支架，如根據溫度，相應選擇發動機艙布設溫度支架和保險絲盒支架；

（2）通過利用特殊卡丁和固定替代護板取代塑料護板；

（3）通過應用耐磨性高的纖維和纖維管取代波紋管，減少波紋管的應用，更好地減少成本，降低噪音的影響；?

（4）在較低密封需求的位置，用發泡取代橡膠管，降低橡膠管的使用率，而在布設線束的過程中，相應減少內部的連接。諸如此類的應用能夠很好地減輕接插件的重量，其中包括用以固定的附屬重量和汽車本身的結構重量。

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汽車線束的具體設計方法

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線束布置設計輕量化?

線束所具備的作用包括連接電源、接地和用電器間的信號通訊。眾所周知，兩點之間，線段最短。但礙于對線束布置的美觀性和可靠性的考量，且為了防止周邊環境的限制，不可能讓線束中的回路導線用直線的方式進行連接。因此對于線束布置的設計就是讓絕大多數的線束回路少走彎路，更好地減縮回路的長度，降低導線的用量。

1.1 走向布置方面

如圖 1 所示，A 是電源，通過連接到用電器 B 和用電器 C，成為主要用電器，這三種方法都可以踐行充分的連接。但是第一種的回路遠遠比第二種和第三種短。

三種不同的走向走向布

實際應用到日常生活中，如圖 2 所示，是某重型卡車的底盤線束集成，通過修改線束走向的布置設計，較大幅度地實現輕量化，呈現極佳的減重效果。

1.2 電源點和接地點的布置方面

線束是電流傳輸的主要載體，關于線束的回路主要分成電源線、底線和信號線三類。通過合理布置電源點和接地點，有效降低線束中地線和電源線的長度，以實現線束重量的降低。如圖 3 所示，是一個常見的某重型卡車電源點和接地點的布置示意圖，具體內容包括：總電源、電器盒 1、電器盒 2 及各接地點和電器 1、/2、3。電器盒 1 和 2 都能夠用來取電，當供電并接地設計用電器 1 時，電器盒 2 當做供電點，接地點 1 進行相應的電源分配，縮短電器 1 中的電源線和地線，更好地實現線束輕量化。

某車型電源點和接地點布置示意圖

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接線原理設計輕量化

接線原理是汽車線束設計的主要依據。通過對接線原理的應用，極佳地提升整體電氣系統的安全可靠性，更好地實現線束減重和輕便的目標。如圖 4、圖 5 所示，借由接線原理的理念，獲取某小燈系統接線原理設計輕量化的成果。

某小燈系統接線原理

某小燈系統接線原理

本文以汽車燈光系統中的小燈系統作為汽車線束輕量化設計的案例，顯示出該系統應用到較多的用電器，包括車輛各位置的示廓燈、示高燈、儀表臺各面板和開關等的背光，跟霧燈等開關有密切的關系。汽車小燈功能輸出的電源下掛的回路多于 30 個，根據保險絲的容量和導線截面在流的匹配關系，發現圖 4 中的電源下掛回路的橫截面積不低于1.5mm2，圖5中的電源下掛回路的橫截面積不低于0.5mm2，即可實現汽車線束的安全設計，而且導致汽車線束中的 30余個回路的重量降低，同時減少相應的成本。在接線原理的具體落實過程中，通過應用 CAN 總線傳輸更多的信號，實現控制器就近采集信號的需求，相應減少傳感器的使用數量和信號的回路數量，以期做到信號回路長度的縮短，實現接線原理設計的輕量化。

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線束包裹材料選擇輕量化

汽車線束經常使用的包裹材料主要包括：PCV 膠帶、PVC 套管、波紋管、絨布膠帶、 耐磨布和耐磨革等。包裹材料的主要方法又包括：全包裹、密包、花包和間隔包等。通過這些包裹材料外形約束相應的汽車線束，相應增加汽車線束的隔熱性、耐磨性和降噪性。比如：在發動機線束的應用中，會采用花包的方式，用 PVC 膠帶包裹，再外層添加一層波紋管。線束包裹材料是汽車線束集成的重要成分，并且還是汽車線束重量的重要成分。比如發動機線束，其所應用到的包裹材料占到了汽車線束整體重量的五分之一。通過積極有效地改良汽車線束布置位置的周圍環境，盡可能地選取一些簡潔輕便的線束包裹方法，實現汽車線束包裹材料選擇的輕量化，更好地減輕汽車線束的重量。

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結論

本文通過對汽車線束輕量化設計的探析，得出具體的設計方法，包括:線束布置、接線原理和線束包裹材料選擇的設計輕量化。這樣一來可以很好地為汽車線束減重，實現更多汽車載物的需求。同時也不能僅僅滿足于現狀，對于線束輕量化的設計考量還有很多，比如：選用輕量化接插件或輕質材料、提高電氣系統電氣等級等。通過應用各種積極有效的舉措，減少導線、插件和包裹材料的使用或改良材質，更好地保障汽車線束的安全可靠性，促進我國汽車行業的蓬勃發展。

編輯：黃飛

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