汽车低压线束中常见的几种二极管的装配方式

张红涛，张景光，张　　玲（长安汽车股份有限公司北京研究院，北京　100195）



汽车低压线束中常见的几种二极管的装配方式

张红涛，张景光，张玲
（长安汽车股份有限公司北京研究院，北京100195）

摘要：随着汽车电子电器配置的不断提高和零部件通用化的逐步提高，越来越多的平台化产品或借用件应用在改款车型上。基于这种对开发周期和开发费用都投入较小的项目，借用更多的平台化产品，更能有效地缩短开发周期并降低开发成本。但在将各种平台化产品糅合在一起的过程中，不同使用状态下各控制器的需求有所不同，这就出现了在线束总成上外挂汽车级二极管来进行信号拦截的现象。本文针对开发过程中常见的线束上外挂二极管的使用情况进行简单总结，在描述各方案的结构的同时，列出其优缺点，以便给同行业人员提供部分设计思路。

关键词：二极管；低压线束；汽车

随着汽车电子电器配置的逐步提升和零部件通用化的逐步提高，后期开发的车型或多或少地借用之前的产品。在把不同车型或不同配置上的零部件逐步糅合在同一辆车型上的时候，产品设计之初没有考虑到的设计缺陷逐渐凸显出来。各借用件之间的需求信号有时相同，有时又不同，导致车辆在不同状态下，给到相关零部件的信号产生区别，这种矛盾的产生必不可免。

如果为了消除这种信号不统一带来的问题而重新设计零部件，一则新产品需要较长的开发周期和试验验证周期，这对项目的开发进度存在重大影响，对于一些短平快的项目来说，周期更不能满足。二则如果重新开发零部件，就无形中增加了产品开发成本，从而分摊到整车中，对于整车成本存在冲击，在如今各项目成本压力普遍偏大的情况下，不是项目组的优选方案。

这种情况下就使用到了汽车级的二极管，将其安装在线束上来进行车辆不同模式下信号的拦截。使用二极管，可以避免控制器产品的新开发带来的周期和成本的压力。这种可以使用简单的二极管产品就可以解决问题的方式，是设计者的优先选择。

目前在汽车线束上使用的二极管总成一般有以下几种方式：无固定的二极管存在固定等相关缺陷，但因为使用比较灵活，也存在一定的使用情况；可固定的二极管相对比较更加适用于汽车级的选择，这种二极管可进行固定，从而避免振动等情况产生。

1　无明确固定方式二极管

目前在汽车线束上使用的无明确固定方式的二极管总成一般有以下2种：①6.3型二极管尺寸比较大，但选用的插接件比较常用，且制造设备精度需求较低，因此产生较早；②2.8型二极管与6.3型二极管的形状类似，但因其尺寸较小，对空间的需求较低，因此使用更加方便。

1）6.3型二极管6.3型二极管的外形如图1所示。这种二极管采用DJ7021-6.3-11等类似插接件结构，插接件型号比较常见。制造时将二极管封装在塑料壳中，然后与插接件熔接在一起。此种二极管尺寸比较大，在使用时，也需要与单独的插接件进行配合，配合后的效果如图2所示。由于汽车线束的特性，要求

此种二极管使用在长安汽车的E30纯电动车上，在纯电动车慢充和快充2种不同的充电方式下，需要对整车唤醒的部件不同，因此就在后地板线束和仪表台板线束上各设计有一个6.3型二极管。这种设计完全体现了这种二极管的灵活性。

优点：使用比较灵活，在任何需要的位置都可以额外增加，绑在附近线束主干上即可，可以减少线束回路过长引起的导线浪费。

缺点：插接件尺寸稍大，且没有单独固定结构，使用时需要将二极管与插接件连接后绑扎在线束上。但如果在汽车上同时使用多个二极管，则会造成局部包扎过粗，也会对于这些二极管的固定造成困难。同时，产品在检测和维修时，还需要将包裹二极管的的海绵或者布基胶带撕开，检测和维修都不太方便。

2）2.8型二极管2.8型二极管的外形图如图3所示。这种二极管在使用时，与6.3型二极管的使用相同，需要与单独的插接件进行配合。同样也需要与线束总成缠绕在一起，以避免振动或晃动引起的破损或寿命降低。

此种二极管使用在长安汽车的尊行E60纯电动车上。在纯电动车整车控制器被唤醒的情况下，需要区分是由于充电原因唤醒的，还是由于驾驶员钥匙旋转到ON档而唤醒的。因此，在距离整车控制器比较近的位置设计了这种二极管，使用绒布胶带将二极管绑定在整车控制器的主干线附近，这种二极管尺寸较小，选择设计在便于维修的地方，同时包裹在线束上也不会造成线束局部过粗。

优点：使用比较灵活，在任何需要的位置都可以额外增加，可以减少线束回路过长引起的导线浪费。同样因为尺寸较小，相比6.3型二极管对空间的选择更有优势。

缺点：2.8型二极管与6.3型二极管的使用方式相同，因此与6.3型也存在同样的缺点，对于多个二极管的包扎会造成线束局部过粗，也对二极管的检测和维修比较困难。

图1　6.3型二极管外形图

图2　6.3型二极管装配效果图

图3　　2.8型二极管外形图　

2　可固定式二极管

可固定的二极管在设计中还是比较有优势的，因为这种二极管可以固定，完全满足汽车上对零部件的固定要求，可以避免振动或晃动引起的异常损坏。

1）防错二极管目前，市场上使用比较优选的还是具有可固定且防错的二极管，图4为天海公司的某型号的封装二极管。尺寸较小，且可以安装在熔断丝盒内，既可以牢固固定，也降低了检测和维修的难度，而且设计有明显的防错结构，工人在装配过程中不会在无意识中插反，从而造成电气线束故障，大大避免了人为原因造成的故障，因此也是各主机厂的优选方案。图5为防错二极管安装后的效果。

图4　　防错二极管外形图

图5　　防错二极管装配效果图

此种二极管使用在长安汽车的睿成汽油车上，TCU驱动倒车继电器的回路和前照灯远近光切换的回路中都设计有这种二极管。在仪表板线束的熔断丝盒内进行连接，既便于维修也可以进行良好的固定。

但在开发熔断丝盒时一般预留的二极管个数不会超过2个，如果预留过多，二极管位置设计后基本不被使用，造成空间浪费。如果实车使用二极管超过2个，也需要使用本文所述的其他方式进行设计，或者重新开发设计熔断丝盒主体，但是重新设计一款熔断丝盒，也会投入大量的开发费用和延迟开发周期，不值得推荐。

优点：安装可靠性好，检测和维修容易。缺点：熔断丝盒的结构决定二极管的使用数量受限。

2）不防错二极管不防错二极管的出现，有效解决了以上多种二极管的一些缺点。如图6所示，不防错二极管与mini熔断丝针脚的尺寸、脚距完全一致，可以完全无障碍地插在mini熔断丝的位置，可以有效解决整车需要多个二极管的情况，而且也可以牢固固定，也同样有着安装方便、检测和维修容易的优势。图7为不防错二极管装配效果图。

图6　　不防错二极管外形图

图7　　不防错二极管装配效果图

不防错二极管的另外一个优势在于线束厂不需要进行备料的单独端子，可以与mini熔断丝的端子公用，减少线束厂库存物料种类，无疑也是降低成本的一种方法。且该二极管在装配时同样有着装配简便的优势，工人只需对正插入即可，不需要太多的技术含量。

此种二极管使用在长安汽车的逸动-纯电动车上。逸动-纯电动车的整车充电、上电、显示等逻辑比较复杂，使用的二极管较多，同时由于轿车的空间较小，无法使用绑在线束上的二极管，因此在仪表熔断丝盒内设计有多个这种mini类型的二极管。这种设计可以多个并排使用，且固定良好。

不防错二极管同样存在着设计缺点，因为它的结构决定了二极管的安装结构与mini熔断丝完全一样，没有防错的方向限制，毕竟二极管是单向工作的产品，如果没有防呆结构，很容易因为工人操作或者售后维修等原因人为造成系统故障或工作不正常。为了降低这种几率，就需要在熔断丝盒标签或者熔断丝盒主体加上二极管导向的标记，以便指导工人或售后安装。

优点：可以解决汽车回路中需要多个二极管的情况，既能节省空间，也能节省成本，安装和固定也更方便。缺点：二极管在熔断丝盒内的安装不防错，需要其他方式进行防错提醒。

3）二极管组件二极管组件是一种新型的专利产品，如图8所示。二极管组件内封装了多个二极管，每个二极管可以单独形成回路，在适配的插接件对应的端子位置装配导线回路即可实现该二极管的功能（图9），且在此二极管组件的背面有卡接槽，可以将此二极管组件安装一个卡扣后，卡接在车身任何一个部位的安装孔内；也可以在塑料件上开一个卡接结构，将此二极管组件直接卡接上其他产品上，如图10所示。

图8　　二极管组件外观图

图9　　二极管组件装配效果图

图10　　二极管组件安装固定效果图

此种二极管组件不仅实现了二极管的灵活使用性，可以设计在任何需要使用的地方附近，而且对于安装和检测、维修都非常方便。该二极管在使用时的装配工艺比较简单，将线束与端子压接后进行插接即可实现功能。与传统的制造相比，节省了多个二极管装配和包扎固定的时间，提高了生产效率。

此种二极管组件为长安汽车申请的专利技术，拟在长安一款中高端轿车的纯电动版上使用。全车使用5个二极管，正好将此二极管组件的功能充分利用。此种二极管固定在中控台附近，既满足空间需求，也便于维修。

优点：可以解决汽车回路中需要多个二极管的情况，既能节省空间，也能节省成本，安装和固定也更方便。

缺点：在设计前期，需要单独为二极管预留布置位置或在部件上设计卡接结构，且需要放置在便于维修但不是外观的地方。

3　结束语

虽然二极管的使用大大降低了开发周期的风险且同时降低了开发费用的压力，但是仍然增加了一次对接，增加了一次潜在的风险。作为汽车级的线束连接，越少的转接次数就代表着越好的产品可靠性。另外，在各部件糅合的过程中，还有可能涉及接口电路不匹配、部件不稳定引起关联系统故障等潜在风险。

因此，从整个系统级高度来看，还是要在部件的设计前期，从系统的层面综合考虑各部件相关信号的逻辑性、兼容性、匹配性等，这样才能保证产品的可靠性及系统的稳定性。

（编辑杨景）

中图分类号：U463.62

文献标识码：A

文章编号：1003－8639（2016）01－0033－04

收稿日期：2015-10-23；修回日期：2015-11-12

作者简介：张红涛 （1983-），男，工程师，主要从事整车原理设计及线束设计相关工作；张景光 （1982-），男，工程师，主要从事整车原理设计及线束设计相关工作；张玲 （1981-），女，工程师，主要从事整车热管理领域系统设计及开发工作。整车所有零部件都需要进行固定，否则会因为零部件的晃动、振动等原因，导致产品寿命降低或引起产品破损等现象，因此，此种二极管在与对接插接件连接后，需要与线束总成缠绕在一起以起到固定的作用。另外，如果缠绕的空间附近有其他产品，还要在二极管总成外侧包裹减震或防噪的材料，如海绵等，以防止二极管与线束一起振动或晃动的过程中，与周边零部件的碰撞引起室内噪声或零部件破损。

Assembly Modes of Common Diodes in Low Voltage Wiring Harness

ZHANG Hong-tao，ZHANG Jing-guang，ZHANG Ling
（Beijing Changan Auto R＆D Center，Changan Automobile Co.，Ltd.，Beijing 100195，China）

Abstract：In the process of mixing various platform products together，each controller needs different signal under different service condition，so the diode is plugged in wire harness assembly to intercept the signal.This using condition in development is briefly summarized and its merits and demerits are listed to present design thought for other engineers while describing the structure of each scheme.

Key words：diode；low voltage wiring harness；vehicle