一种改善汽车电线束方案提高近光灯质量的方法

吕 润

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州545000）

一种改善汽车电线束方案提高近光灯质量的方法

吕 润

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州545000）

汽车灯光系统是现代汽车的重要组成部分，它不仅影响汽车外观，更影响汽车的正常使用，所以保证灯光系统的正常工作，降低灯光系统的烧灯故障率，对车主的生命财产安全至关重要。通过对因电压过高造成的车用近光灯使用寿命低问题的研究，提出确实有效的改善电线束方案的解决方法。

车灯；近光灯；烧灯；电线束

汽车的灯光系统运用广泛，主要分照明的和传递信号两种。近光灯是灯光系统中负责照明行驶路况的重要工具之一，是使用频率最高的车灯之一，所以确保近光灯长期高效且稳定的工作是汽车设计中的重要课题。但研究表明，如果近光灯的工作电压过高，将严重影响其使用寿命。本文通过分析改善电线束的设计方案，达到提高近光灯质量，延迟近光灯寿命的目的。

1 近光灯电压过高的判定

近光灯灯泡的使用寿命与工作电压成反比关系（详细关系图如图1所示）。灯泡的工作电压越高，使用寿命越短，出现烧灯故障的概率越高。但灯泡亮度在一定条件下与工作电压又成正比关系，所以如何达到灯泡亮度与使用寿命的完美平衡是关键。经过反复测试验证，认定近光灯工作电压为13.2 V时可达到合理灯泡亮度和可接受的使用寿命要求，是最佳工作电压。近光灯工作电压超过13.2 V即判定为电压过高。

图1 近光灯工作电压与寿命关系图

2 近光灯电压过高原因分析

灯光系统是由汽车蓄电池、电线束、灯具等三大零部件组成，可依据工作原理不同，分为蓄电池工作模块和近光灯工作模块等两大工作模块。近光灯的电气原理图如图2所示，其电压过高的原因主要有以下几类。

图2 近光灯电气原理图

（1）蓄电池电压过高。汽车在未启动发动机时，蓄电池两端电压为12 V左右；启动发动机时，蓄电池两端电压为14 V左右。当蓄电池电压变高时，在其他条件不变的情况下，作用到近光灯的工作电压就必然变高。

（2）电线束电阻过小。启动发动机时，蓄电池两端电压为14 V左右，而近光灯的最佳工作电压为13.2 V，即要求电线束的电压降需达到0.8 V.由欧姆定律U＝R×I（U为电压；R为电阻；I为电流）可知，当电线束的电阻值变小时，在同等电流条件下，其电压降将减少，无法达到需求电压降。

3 改善电线束方案的解决方法

改善电线束方案的主要目的就是提高电线束电阻值。而提高电线束电阻值最有效、最经济，且最方便的方法就是增长电线束长度和减小电线束线径。

近光灯系统中的电线束电阻包含电线束的导线电阻、端子与端子、端子与蓄电池、端子与车身钣金等的接触电阻及导线压接孔式端子、护套端子的压接电阻。电阻标识图如图3所示，圆圈标识处表示产生接触和压接电阻的部位。

图3 电线束电阻标识图

图4 等效电阻简化图

当近光灯工作时，近光灯上的工作电压=蓄电池的工作电压-（蓄电池工作模块的等效电压+近光灯工作模块的等效电压）

等效电压=等效电阻×工作电流

等效电阻=等效接触电阻+等效压接电阻+导线电阻

设蓄电池工作模块的工作电流为A1；等效接触电阻为B1；等效压接电阻为C1；导线电阻为D1；等效电压为V1.设近光灯工作模块的工作电流为A2；等效接触电阻为B2；等效压接电阻为C2；导线电阻为D2；等效电压为V2.设蓄电池的工作电压为V，近光灯的工作电压为V3，则近光灯工作电压公式：

分析近光灯的电压公式可知，若近光灯电压V3＞13.2 V，可通过增大等效电阻的方法来实现减小V3的效果。在等效电阻中，变更导线电阻能最高效，最准确地实现等效电阻的变更。根据电阻公式：

上式中，R为电阻；ρ为电阻率；L为导线长度；S为横截面积，可知导线电阻与导线的长度、导线的横截面积和导线的材质有关，其中导线电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比。根据横截面积公式：

上式中，S为横截面积；d为直径，可知减小导线直径或增长导线长度即可增大导线电阻。

2.依规处理国际税收协定与国内税法的对接关系。双边或多边税收协定属于国际法的范畴。双边税收协定是由缔约国双方政府谈判后达成的，经过各自国家的立法程序后生效的，因此对于缔约国政府具有法律上的约束力。

在汽车设计过程中，常用的减小导线直径的方法是依据电源分配计算结果，合理选用线径较小的导线型号，常用的增长导线长度的方法是依据整车布置方案，合理改变导线走向或采用吸收余长的电线束制作工艺。

计算需增长的电线束长度△L的公式如下：

更改电线束方案降低近光灯工作电压的有效性，需要进行电器测试验证。通过对实施了更改方案的车辆进行近光灯工作电压测试，确认实车是否达到设计目标，并进行路试试验，验证近光灯使用寿命是否得以提高到目标寿命，即可完成对该方案的有效性验证。

4 实例计算

以国内某公司的一款热销7座MPV车型为例，其近光灯系统示意图如图5所示。

图5 实例近光灯系统示意图

实车基础数据如下：

（1）电线束接触电阻：蓄电池单个极柱与电线束端子的接触电阻为1 mΩ，保险盒与电线束端子的接触电阻为1 mΩ,继电器单引脚与电线束端子的接触电阻为1.5 mΩ，保险丝单引脚与电线束端子的接触电阻为5 mΩ，近光灯单引脚与电线束端子的接触电阻为5 mΩ，电线束端子与车身钣金的接触电阻为1.5 mΩ.

由以上数据知，蓄电池工作模块的电线束接触电阻总和为：1 mΩ ×2＋1 mΩ ＋1.5 mΩ ＝4.5 mΩ；近光灯工作模块的电线束接触电阻总和为：1.5 mΩ×2+5 mΩ ×2＋5 mΩ ×2＋1.5 mΩ ＝24.5 mΩ.

（2）电线束压接电阻：15线径的AV导线的单端子压接处电阻为0.25 mΩ，1.25线径的AVSS导线的单端子压接处电阻为0.53 mΩ，0.85线径的AVSS导线的单端子压接处电阻为0.5 mΩ，0.5线径的AVSS导线的单端子压接处电阻为0.6 mΩ.

所以，蓄电池工作模块的电线束压接电阻总和为：0.25 mΩ×4＝1 mΩ；近光灯工作模块的电线束压接电阻总和为：0.53 mΩ×2＋0.5 mΩ×2＋0.6 mΩ ×2＝3.26 mΩ.

（3）导线电阻：15线径的AV导线的电阻为1.37 mΩ/m，长度为1 m；1.25线径的AVSS导线的电阻为14.9 mΩ/m，长度为0.1 m；0.85线径的AVSS导线的电阻为21.7 mΩ/m，长度为0.36 m；0.5线径的AVSS导线的电阻为32.7 mΩ/m，长度为0.3 m.（AV导线相关参数如表1所示，AVSS导线相关参数如表2所示）[1]。

表1 AV导线相关参数表

表2 AVSS导线相关参数表

（4）工作电压：实车在启动发动机并开启近光灯的工况下，蓄电池电压为14.0 V，蓄电池工作模块的回路电流为23 A，近光灯工作模块的回路电流为4.58 A.

近光灯工作电压V3＝14-{（4.5＋1＋1.37×1）×0.001×23＋[24.5＋3.26＋32.7×（0.3＋0.36＋0.1）]×0.001×4.58}＝13.6 V

5 解决方案分析

（1）减小导线线径：依据同一电流回路中使用相同线径导线原则，近光灯工作模块的1.25，0.85，0.5线径可统一为较小线径的0.5线径导线，既增大电阻，亦降低成本。

（2）增长导线长度：△L＝（13.6－13.2）÷4.58÷32.7÷0.001＝2.67 m.

将该车的近光灯系统中近光灯工作模块的导线线径统一改为0.5线径，且导线长度增长2.67 m.实施解决后的实车测试近光灯工作电压如图6所示，工作电压为13.2 V.

图6 实车测试近光灯工作电压

6 结束语

汽车灯光用于为汽车行驶提供照明以及将其行驶状况向其他车辆发出信号，故确保汽车灯光系统质量极其重要。本文通过更改电线束方案（即减小线径，增长线长）提高电线束电阻的方法，可有效降低近光灯工作电压，提高近光灯工作寿命，从而提高近光灯质量水平。此方法不仅适用于车用近光灯，亦可适用于其他需降低工作电压的车用电器零部件[2]。

参考文件：

[1]JASO D 611：2009.日本汽车工业协会.汽车零件—电压电线[S].日本：社团法人汽车技术会，2009.

[2]张卫红.汽车灯具线束的设计[J].汽车电器，2006（11）：1.

A Method for Improving the Quality of the Automobile Lighting System by Improve the Scheme of Wiring Harness

LV Run
（Dongfeng Liuzhou Motor Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545000，China）

The automobile lighting system is an important part of modern automobile.It not only affects the appearance of the car，but also affect the normal use of the car,so to guarantee the normal work of the lighting system，reduce the failure rate of burning lamp，is vitally important to the owner’s safety and property.This paper studies the overvoltage caused by car with the dipped headlight burner fault，then propose the effective solution by changing the design of the wire harness.

car lamp；dipped headlight；burner；wire harness

U463.62

A

1672-545X（2017）10-0193-03

2017-07-20

吕 润（1990-），男，福建人，本科，助理工程师，研究方向：汽车电线束设计。