浅析汽车线束导线的选型设计

刘有志

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

浅析汽车线束导线的选型设计

刘有志

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

较系统地对目前导线在汽车线束上的设计应用进行探讨和分析，包括导线的选型原则、约束条件、试验验证等做了详细论述，为汽车电气设计人员提供参考。

导线；绝缘；选型

CLC NO.:U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)05-30-03

前言

随着人们对汽车安全性、舒适性、经济性的要求不断提高，车型也不断随之升级，电气电子装置在汽车上被不断应用，汽车信号的传输容量在急剧膨胀，汽车电线电缆的用量也在成倍增长。一般来说，一辆普通汽车的用线量在 500m左右，较好的汽车在1km以上，而高档轿车则在2km以上。

整车厂的电气设计人员设计线束时对多数导线一般采用选型设计，即选择满足电气功能需要成熟供应商的成熟产品。本文主要对插接件如何进行选型设计过程中需重点考虑的问题进行了分析，如选型原则、约束条件、流程等，对具体案例进行了分析，以求整车线束理论设计和实际经验的较好融合。

1、概述

电线束在整车中的作用是将电器系统的电源信号和数据信号及传递和交换，实现电器系统的功能和要求。在汽车的电线束的设计中，导线是通讯主体，导线选型需满足整车通讯功能、可靠性要求。

1.1 导线分类

汽车使用导线按用途主要分为三种类型：

低压线：一种广泛应用于汽车上的电缆，包括电线和绝缘层；

屏蔽线：主要是为了保护免受外部信号干扰，应用领域为无线电天线、点火信号线、氧传感器信号线等；

高压线：用作汽油发动机点火系统的导线，这种线包括表面带有一厚层橡胶绝缘层的导电芯（芯线），橡胶绝缘层主要是防止高压泄漏。

1.2 导线规格

导线规格的选取重点考虑线束所处的环境和功能。汽车线束的导线通常使用多股绞合铜导线，绝缘皮为PVC绝缘材料。常用的导线种类有日标（AVSS等）、国标（QVR）、德标（FLRY）、美标等几大系列。AVSS（AVS）导线的特点是薄皮绝缘，柔韧性较好；QVR的特点是绝缘皮厚，比较柔软，延展性好；德标导线绝缘皮更薄，柔韧性好；美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性弹性体，还有经过辐照工艺加工的。下图1为德标导线的型号命名规则，设计人员可以此作为选型依据。

2、导线选型

整车线束设计阶段重要一环就是所用导线如何选型，下面作重点详述。

2.1 导线选型设计输入

导线是线束的主体部件，导线的性能直接决定着线束整体的性能，而且对全车的电器稳定性、安全性起着决定性的作用。

导线选型时，通常需输入以下信息:

2.1.1 布置位置：根据零部件设计方案，确认导线的具体走向及布置位置，如发动机缸体上，发动机舱内，底盘，室内，室外等环境，然后根据布置位置环境，确认温度、湿度、振动、防水、防尘、房油污、抗干扰等；

2.1.2 根据导线的布置位置及其周边环境条件，选取合适规格的导线，如：耐高温等级、耐磨等级、耐燃油等级等；

2.1.3 根据各分组电气参数输入表（线对零部件）或线束设计方案（线对线、线对电器盒），计算并确认负载或回路的工作电流，并根据工作电流及回路长度选取载流量（线径）合适的导线；

2.1.4 确认其他要求，如用于特殊回路（高频通讯、CAN回路、ABS回路、高清视频通讯回路）的导线，应考虑使用专用导线，如：双绞线、同轴电缆、HDMI缆线等。

2.2 导线选型设计要求

设计要求主要参照下列十项内容进行：

① 在发动机舱、排气尾管等高温区域附件的回路，其导线的耐高温等级选取需要满足周边环境要求；

② 根据配置及用电器功率、结合回路电流的大小，合理选择导线；

③ 在底盘、离地高度较小或者抖动频繁的零部件等恶劣环境下的导线，由于湿度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体，因此导线选型时要考虑其绝缘壁的耐腐蚀性能、耐磨性能等；

④ 严禁在同一接插件内使用相同颜色的导线；

⑤ 基于汽车的轻量化，建议优先选取薄壁或者载流量相同而线径较小的德标导线；

⑥对于要求性能较高的安全气囊、ABS、ECU等回路，应优先选用带有屏蔽层的导线提高通讯性能以保证安全可靠性；

⑦ 对于要求性能较高的安全气囊、ABS、ECU等回路，应优先选用带有屏蔽层的导线提高通讯性能以保证安全可靠性；

⑧为节约成本，安全等级较低的用电设备尽量选择满足其性能要求的国产件；

⑨插接件的公端和母端须采用同一厂家生产的同类型号的插接件；

⑩驾驶室内可选择非防水型护套,发动机舱及底盘线束全部采用防水型护套。

3、导线选型流程及约束条件

导线的选型需考虑诸多因素，但是首要需遵循平台化及可靠性原则。对于电器借用件和沿用件，确认前期市场无质量问题后，可直接按电气参数输入需求在轻、重卡插接件库中进行选择。对于新开发或新选型的接插件，可参照以下流程：

3.1 规格选型

1）根据汽车配置的需求和不同的工作环境选取适当类型的导线，下表为部分规格导线的适用范围，可作为线束设计者的参考。

表1 导线规格及适用范围

3.2 线径选型

导线线径根据以下原则进行选择计算：

1）根据电器件功率的大小计算流通导线的电流；长时间工作的电气设备可选用实际载流量 60%的导线；短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%-100%之间的导线。

2）根据不同的工作环境和温度大小适当改变导线的截面积。

3）根据导线的走向、插接件的数量（即电压降的大小）适当改变导线的截面积。

4）导线截面积的计算

表4 双色导线颜色与代号对照表

式（1）中：I—电流（A）；P—电器件功率（W）；U—电压（V）；A—线径（mm2）；ρ—铜电阻率（约为0.0185Ωmm2/m）；L—导线长度（m）；Ud—允许最大的电压降损失。

或者经验公式（不同厂家有不同标准）。

5）查阅日标导线各种规格下导线截面积与承受最大电流之对照表，见下表。

表2 导线截面积与承受最大电流之对照表

3.3 颜色选型

1）导线的颜色和代号符合下表的规定。

表3 单色导线颜色与代号对照表

2）导线颜色依据使用需要，分为单色和双色两种。

3）单色导线的颜色代号符合表3规定。

4）双色导线的颜色代号符合表4规定。

5）优先选用单色，再选用双色。

3.4 校核及试验

1）因为导线本身具有阻抗，导线越长阻抗越大，当导线过长后，即使回路短路，电压由于被导线所分担，会导致短路电流过小而不能快速熔断保险丝，导线就会持续发热产生风险。因此在设计线束时需要考虑导线限长的概念；2）通过整车线路安全测试（CPT），即为通过对整车线束回路在电器件各种运行工况下的电压、电流测试，实践校核整车线束、电器件的匹配合理性及安全性。主要包含：单负载试验，全负载试验，短路试验，静态电流测试。

3.5 导线的性能

插接件的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能，插接件试验大纲具体内容按照《QC/T730 汽车用薄壁绝缘低压电线》执行，试验要求如下图2：

4、结束语

通过以上分析我们可以看出，整车线束系统设计是一个复杂的系统工程，而导线件如何选型更是需要多方面考虑。导线的合理选择，线束重量会得到降低，成本得到优化，也会提高汽车的安全性。注意文中仅是列举导线选型的重要环节进行探讨，而设计过程中往往出现许许多多意想不到的问题，只要通过不断的总结和经验积累，特别是一些QC、DFMEA等质量工具的使用，就一定会使线束系统设计达到一个新的高度，从而推动自主品牌产品品质走向世界前列！

[1] 汽车电器 汽车电器杂志社 2001.

[2] JASO D618 汽车零件-低压电线的试验方法.

[3] 王启瑞：汽车电气及电子设备 合肥：安徽科学技术出版社 2000.

[4] 秦明华：汽车电气与电子技术 北京：北京理工大学出版社 2003.

Commercial Wiring Connector Design Research

Liu Youzhi
(The center of technology of Jianghuai Automobile Co., LTD Anhui, Heifei 230601)

Systematcally for the design and application of wire harness in the were discussed and analyzed, including the principle of type selection of conductor, constraint condition and test are discussed in detailed, provide reference for auto electrical design personnel.

wire；insulation；Selection

U462.1

A

1671-7988(2015)05-30-03

刘有志，就职于江淮汽车技术中心，从事汽车电器设计工作。