編者按

汽車線束回路作為線束成本的重要占比，其設(shè)計(jì)思路對(duì)線束成本優(yōu)化起著重大的影響待牵，同時(shí)也直接關(guān)系到整車電器運(yùn)行的安全與可靠性吃型。本文基于工作實(shí)踐，從成本和性能兩個(gè)方面總結(jié)了回路設(shè)計(jì)的諸多考慮因素功戚，并提出了具體的控制策略及實(shí)施途徑娶眷，為高效、精確地進(jìn)行線束回路設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐啸臀，對(duì)線束設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義届宠。

1? 前? 言

線束產(chǎn)品作為汽車電器功能的連接載體，實(shí)現(xiàn)各電器零部件之間的電路連接乘粒。而各電路連接的起點(diǎn)和終點(diǎn)則構(gòu)成了線束產(chǎn)品內(nèi)的回路豌注。可以說線束回路是線束產(chǎn)品的核心灯萍，線?束產(chǎn)品的回路設(shè)計(jì)的品質(zhì)直接決定整車線束的安全與可靠性轧铁。隨著車輛電氣化程度的提高，電器部件數(shù)據(jù)增加旦棉，各電器之間的信號(hào)交互也越來越密切齿风，汽車線束回路的數(shù)量也急劇增加药薯，一般車型的線束回路數(shù)據(jù)已達(dá)近1000條（ 圖1）。

如何優(yōu)化統(tǒng)籌如此眾多的回路數(shù)救斑，是汽車線束設(shè)計(jì)所面臨的難題童本。

現(xiàn)有的汽車線束設(shè)計(jì)技術(shù)資料主要在線束物料選擇及制 造加工環(huán)節(jié)對(duì)線束設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)，但對(duì)線束回路的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理念缺少系統(tǒng)的分析系谐，本文從成本和性能兩個(gè)方面巾陕，對(duì)線束回路設(shè)計(jì)的相關(guān)重點(diǎn)進(jìn)行了說明，并提供了具體的控制路徑纪他，對(duì)線束回路設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)作用鄙煤。?

2 ??基于成本的回路設(shè)計(jì)方法

線束回路約占線束物料成本的90%，包含導(dǎo)線及接插件茶袒，要控制線束設(shè)計(jì)成本梯刚，必須從線束回路設(shè)計(jì)優(yōu)化著手。針對(duì)導(dǎo)線使用而言薪寓，如何用最少的導(dǎo)線長度實(shí)現(xiàn)回路連接功能亡资，是回路設(shè)計(jì)首先要考慮的問題。這其中涉及兩個(gè)方 面的設(shè)計(jì)要素：電器零部件的布置位置和線束布置路徑的選擇向叉。這兩個(gè)要素獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)锥腻，對(duì)導(dǎo)線長度的使用影響重大。

首先需要基于零部件原理確定其回路的連接方式母谎，進(jìn)而確定在整車環(huán)境下各零部件布置的初步位置瘦黑，而線束布置路徑的選擇則是基于零部件布置位置的基礎(chǔ)上，用最短的線束 長度覆蓋盡量多的零部件布置區(qū)域奇唤，這也是整車電器拓?fù)涞碾r形幸斥。

在完成整車拓?fù)浯罱ê螅托枰獙?duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)校核咬扇，通過核算具體的導(dǎo)線用量來判斷零部件的布置位置和線束布置路徑是否合理（目前市面上已有大量軟件可實(shí)現(xiàn)該功能）甲葬，具體方法為通過對(duì)零部件逐一調(diào)整的方式來進(jìn)行對(duì)比，如圖 2和圖3中對(duì)比BCM不同布置位置的設(shè)計(jì)懈贺，來校核整車導(dǎo)線使 用長度用量经窖，進(jìn)而確定BCM布置在哪個(gè)位置更優(yōu)。

在這個(gè)過程中往往會(huì)出現(xiàn)相互影響的情況：零部件A布置調(diào)整會(huì)影響到零部件B位置的選擇隅居。所以在逐一確定完各零部件及線束路徑對(duì)導(dǎo)線使用長度的影響后钠至，將對(duì)導(dǎo)線長度影響較大的作為首輪優(yōu)選方案，在此基礎(chǔ)上重新搭建拓?fù)涮ピ矗俅螌?duì)其它次要方案進(jìn)行對(duì)比分析，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線長度最省的拓?fù)湓O(shè)計(jì)平臺(tái)屿脐。

完善的拓?fù)淇梢源_保導(dǎo)線用量最省涕蚤，同時(shí)針對(duì)導(dǎo)線使用而言宪卿，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念中對(duì)導(dǎo)線的選用有明確的要求，為了避免端子插接的混淆万栅，往往會(huì)采用較多的線色來進(jìn)行區(qū)分佑钾，但隨著制造水平及檢驗(yàn)方式的不斷完善，其實(shí)導(dǎo)線的線色可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)調(diào)整烦粒，以最少的導(dǎo)線種類來實(shí)現(xiàn)回路功能休溶，也是從設(shè)計(jì)角度減少回路設(shè)計(jì)成本的方法。

針對(duì)接插件而言扰她，如何最少的使用接插件和減少轉(zhuǎn)接回路是回路設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容兽掰。在這里線束設(shè)計(jì)工程師需要轉(zhuǎn)變成系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師，需要將減少接插件使用和轉(zhuǎn)接回路的設(shè)計(jì)工作前移到電器零部件的設(shè)計(jì)與規(guī)劃中徒役，主要有兩個(gè)方面需要考慮孽尽。

一方面是可以根據(jù)車型配置進(jìn)行電器零部件功能回路區(qū)分，比如安全氣囊控制器忧勿，可以將基本的功能回路設(shè)計(jì)在同一接插件內(nèi)杉女，而高配或擴(kuò)展功能布置在另一接插件中，這樣就可以在低配車型上僅用一個(gè)接插件鸳吸，也可實(shí)現(xiàn)電器回路功能熏挎。

另一方面也可根據(jù)回路的連接區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，比如同樣是安全氣囊控制器晌砾，有的設(shè)計(jì)人員會(huì)考慮將底盤的功能設(shè)計(jì)在同一接插件中坎拐，將接儀表臺(tái)板的功能設(shè)計(jì)在另一接插件中，這樣的規(guī)劃就可以減少各區(qū)域回路的相互轉(zhuǎn)接贡羔。這種基于區(qū)域的功能回路設(shè)計(jì)對(duì)于連接引腳較多的電器部件（例如 BCM控制器）效果尤為顯著廉白。?

3 ??基于性能的回路設(shè)計(jì)方法

線束回路是實(shí)現(xiàn)電路連接的核心，其電路連接的安全與可靠性是必須要滿足的要求乖寒，回路設(shè)計(jì)中的導(dǎo)線和接插件都必須遵循負(fù)載猴蹂、環(huán)境的要求，這些內(nèi)容在其它的設(shè)計(jì)資料上 已有詳細(xì)的描述楣嘁，本文僅從回路的路徑選擇上說明如何確卑跚幔回路性能的設(shè)計(jì)。

首先回路的設(shè)計(jì)必須要對(duì)無法探測的失效模式進(jìn)行規(guī)避逐虚，如圖4所示的熔斷絲后部與繼電器線圈端和觸點(diǎn)端并接的回路聋溜，這樣的設(shè)計(jì)在整車電路設(shè)計(jì)中很普遍，當(dāng)繼電器線圈端和觸點(diǎn)端端子不同時(shí)叭爱，這樣的設(shè)計(jì)顯然是合理的撮躁，但當(dāng)繼電器線圈端和觸點(diǎn)端端子相同時(shí)，這樣的設(shè)計(jì)在端子插入繼電器孔位插錯(cuò)的情況下买雾，目前的電檢設(shè)備還無法識(shí)別這樣的失效方式把曼。

所以這種回路設(shè)計(jì)方式在某些情況下是不能采用的杨帽。當(dāng)然不同的設(shè)計(jì)工程師面臨的設(shè)計(jì)環(huán)境和制造環(huán)境有差異，具體的失效模式也會(huì)有所不同嗤军，但回路設(shè)計(jì)中失效模式的規(guī)避是首先要考慮的注盈。

另一個(gè)方面，目前汽車電子化水平顯著提高叙赚，作為一個(gè)電子載體老客，汽車上面臨的電磁環(huán)境也更復(fù)雜，而線束回路設(shè)計(jì)如何減少電磁干擾是一個(gè)不可避免的課題震叮。導(dǎo)線耦合干擾 （圖5）胧砰、電源干擾、搭鐵干擾冤荆、輻射干擾等都會(huì)對(duì)電器件正常工作產(chǎn)生不利影響朴则，而線束中各回路捆扎在一起，線束回路之間钓简，線束與金屬導(dǎo)體之間產(chǎn)生的導(dǎo)線耦合干擾在線束上表現(xiàn)得尤為突出乌妒。

在回路設(shè)計(jì)中要減少導(dǎo)線耦合干擾，首先要區(qū)分干擾回路和敏感回路外邓。簡單點(diǎn)說撤蚊，感性類負(fù)載回路比如點(diǎn)火線圈、喇叭损话、電機(jī)等屬于干擾回路侦啸，而影像、雷達(dá)探頭丧枪、低功率的 LED燈光涂、各類傳感器等回路屬于敏感回路，在設(shè)計(jì)過程中干 擾回路和敏感回路需要分開布置拧烦。試驗(yàn)表明忘闻，增加導(dǎo)線間距可降低高頻干擾（圖6），在無法進(jìn)行區(qū)分的情況下恋博，需通過導(dǎo)線注入干擾的方式進(jìn)行功能測試齐佳，以判斷回路設(shè)計(jì)的正確。

同時(shí)為降低線束輻射及耦合的影響债沮，應(yīng)盡可能降低電路回路面積和線束長度炼吴。在汽車整車設(shè)計(jì)中，需要盡量縮小線束的回路面積疫衩，特別是電源線與搭鐵線硅蹦，要求回路中線束盡 量并行走線，同時(shí)盡量緊貼金屬車身固定，減少回路面積提针，分開走線距離不超過50cm命爬。

除了干擾回路和敏感回路的布置考慮外曹傀，對(duì)于線束上使用的抗干擾部件雙絞線和屏蔽線也需要在回路設(shè)計(jì)中予以重視辐脖，以達(dá)到屏蔽預(yù)期：絞合雙絞線的兩根電線線徑、長度應(yīng)相同皆愉，絞距最好為10~20mm嗜价，具體絞距以試驗(yàn)測試為準(zhǔn)；屏蔽層搭鐵端子應(yīng)在始末兩端將屏蔽層360°與屏蔽外殼進(jìn)行連接幕庐，屏蔽層與屏蔽外殼對(duì)信號(hào)線形成完全屏蔽久锥。對(duì)于屏蔽線纜連接的部件外殼不是金屬結(jié)構(gòu)的，可以使用金屬導(dǎo)電卡子將屏蔽層壓裝在與車身可靠連接的金屬板上异剥，屏蔽效能應(yīng)達(dá)到60dB瑟由。?

4 ??結(jié)? 論

本文從成本和性能兩個(gè)方面，對(duì)汽車線束回路設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析冤寿，并結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)具體方法的應(yīng)用進(jìn)行了說明歹苦，提煉出線束回路設(shè)計(jì)的關(guān)重點(diǎn)，對(duì)線束設(shè)計(jì)工程師在回路設(shè)計(jì)過程中具有指導(dǎo)意義督怜。

參考文獻(xiàn)：

［1］何筱榮.如何提高汽車線束設(shè)計(jì)的可靠性[J]. 科技風(fēng),2010:253.

［2］李莉,李衛(wèi)兵,王學(xué)剛,等. 二平行傳輸線間的串?dāng)_分析[J].電波科學(xué)學(xué)報(bào),2001殴瘦， 16(2):271-275.

［3］鐘曉玲.線束產(chǎn)品抗電磁干擾防護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].機(jī)電元件,2013,33(2):20-23.

注：本文摘自《汽車電器》2019年第9期即《汽車電器—汽車線束專刊》号杠，作者：龍昭燈蚪腋，王強(qiáng)，茍榮非??(重慶長安汽車股份有限公司? ?長安汽車工程研究院)