汽车线束系统设计及其可靠性探讨

黄传文

摘要：交通工具的发展对人们日常出行方式有了很大的改善，从最初的步行到现在的飞机出行都是科技的进步。汽车作为当前人们主要的出行交通工具，提高汽车质量，提高汽车的美观性以及性能具有重大意义。汽车线束系统设计工程复杂，其主要主要是提高汽车的美观性，节约生产材料，降低造价。在对汽车线束系统的设计原则进行确定之后，然后再进一步的详细分析每一步流程，最终提出汽车线束系统设计的可靠性策略。本文主要是对汽车线束系统设计进行分析，最后提高几点提高其可靠性的方法，希望对汽车的实际生产过程中提供可靠性思路。

关键词：汽车线束；系统设计；可靠性

引言

随着生产力的不断提升，人民的生活水平有了较大的提高，生活方式也发生了较大的变化，在衣食住行方面，相对改革开放之前有着翻天覆地的变化。现在大部分家庭都会拥有一辆小汽车，汽车作为一种便利、舒适的交通工具，普及程度越来越高。为了保证出行的安全性，汽车上搭载的智能设备越来越完善，汽车上所利用的电子技术越来越多，线束系统是使用最为广泛的系统，提高线束系统设计的可靠性可以大大提高汽车出行的舒适性和安全性。

一、汽车线束系统设计

汽车线束系统设计流程较为复杂，因而需要对设计过程中的每项步骤都需要进行严格控制。线束系统设计是基于所设计的汽车塑料件的布局，从而实现整车布线。具体细节可分为线材选择，颜色选择，端子选择，护套选择等，科学合理的选择这部分材料可以有效保证线束系统的合理性，从而最终达到节省材料、便于维修、布局结构精简，美观的目的。

1.1汽车线束设计原则

在进行汽车电路设计时，设计人员需要遵循相关的设计原则，保证设计的科学合理性。例如：选择导线除了要在控制其质量外，还需要选择辨识度较高的导线，便于区分连接不同区域的导线，避免出现辨识错误。同时，对导线横截面积的选择必须要合适，导线的连接需要遵循最短路径原则进行连接，最终将导线安装在接插件两边。

1.2汽车线束设计的流程

汽车线束的整体流程是：汽车线束系统的第一步是明确汽车的整体电气性能，然后再根据性能绘制相关的电气原理图，相关人员在拥有电气原理图之后，可以以此为基础，再进一步对汽车线束系统进行主要设计。在汽车线束系统设计过程中导线的选择、端子的选择、连接件的选取等方面十分重要。这些方面选择是否合理決定着线束系统设计是否可靠，在线束系统设计基本完成之后，需要对其进行全方面的测试，再根据测试结果查漏补缺。在测试结果中如果能够满足相关规定标准，则可以考虑对设计方案进行进一步完善，提高线束系统的可靠性。如果达不到相关标准，则需要重新开始对汽车线束进行设计，再进行可靠性的测试和检测。

1.3熔断器与车用导线选择

在汽车设计过程中，熔断器和车用导线决定着汽车的安全性能，因此对于熔断器和车用导线的选择是汽车设计过程中主要工作之一。在某种意义上，熔断器可以被视为电流保护装置，其工作原理和保险丝类似，当汽车的负载过高，内部电流过大，则会导致熔断器融化，从而达到保护电路的作用。目前，随着汽车车载功能的增加，XLPE耐热低压线和交联乙烯基低压线被广泛使用。

二、存在的问题和设计思路

2.1汽车线束检测系统存在的问题

汽车线束系统的可靠性可以有效提高汽车的安全性，能够保证汽车能够在恶劣环境下还能继续安全行驶，但就目前的线束系统设计情况来看，还存在一些问题需要解决，存在几个如下的主要问题，一是开路问题，开路即导线断开，整个系统都处于无电流的状态。二是错位问题，错位是线束系统内部导线之间的错误连接方式。三是短路问题，线束系统短路即导线之间短路或者是绝缘体的绝缘层破损且相互接触而导致系统短路。针对这三个方面的故障问题，建立与之相对应的故障模型。（1）内部短路型，发生该类型问题时，出现问题的导线大部分都是成对存在。（2）内部错位型，这种类型问题的导线也是成对存在。（3）内部开路型，这种问题出现时，内部导线在接收到高电平信号输入时，导线叶端不会发生响应。（4）无故障类型，导线叶端与根端输入完全相同。

2.2系统的总体设计思路

开发汽车线束检测系统的基本要求是满足国内汽车生产制造商对检测系统的要求，包括：（1）加快检测速度，开发的设备可以大大缩短检测时间，从而降低工人的劳动强度，并可实现自检，收紧等功能，提高系统的自动化程度；（2）开发的设备能够准确检测出三种故障，并能在三种故障同时发生时准确分析故障；（3）实时监控整个操作系统，准确，全面地记录线束产生的基本信息，如型号，批号等，可以存档和备份相关信息；（4）可以在最短的时间内获得测试报告，并根据获得的测试结果准确分析故障。形成相应的报告，为运营商提供最详细的故障排除依据；（5）设计的产品可以同时检测多个故障，可以匹配不同车型的测试插口。

2.3汽车线束检测系统的功能需求

对汽车线束系统的功能进行全方位测试，保证其系统基本符合国内厂商对汽车线束系统的要求。汽车线束系统的主要功能需要有如下几点：一是可以精准地检测出汽车常见故障，如接触不良，开路，短路和线路误连接，同时分析多个故障；二是对于检测速度的要求，要保证在检测功能的精准性上进一步提高检测速度，有效缩减检测时间。在缩短检测时间的同时还能够有效减少工作人员的工作量，基本实现自动夹紧，自动连接的基本功能，提高系统的自动化程度。三是对汽车配件的匹配，汽车配件样式繁多，线束检测系统需要能够对多个插件进行检测。四是保证能够实时获得线束检测系统的实时检测结果，生成对应的检测报告，在报告中能够对所检测到的故障进行预处理提示，为操作人员提供科学合理的意见。五是确实主机能够实时监控整个线束系统，从而很便利的获得各方面的相关信息，同时对这些信息进行处理备份，便于日后查看。

三、汽车线束系统可靠性分析

3.1 回路设计的可靠性分析

汽车的电气系统由许多电路组成。在汽车电气系统的正常运行中，不同电器之间的电路并联连接，如果要检查电线的可靠性，必须要将原本并联的电路改为串联电路，当所有线束电路正常时，整个电气系统可以正常运行，这说明回路设计正常，因此通常使用这种方法来检查回路设计中的问题。

3.2 端子和连接器的可靠性分析

端子和连接器作为汽车线束系统中主要的组成部分，是保证线束系统可靠的主要器件。在以往线束系统发生问题的案例中，有很大一部分的原因是由于端子和连接器的原因，例如：端子接口老化，连接器长时间不更换导致出现松动、脱落的现象，在汽车的实际运转过程中，对其影响十分大，导致出现行驶安全问题。汽车线束系统的可靠性可能会因为这两个小器件的质量问题而崩溃，最终导致线束系统的可靠性大大下降。因此需要想办法提高端子和连接器的稳定性，保证汽车线束系统的可靠性。一般提高稳定性的操作有：选择合适的街头或者插件、保证端子和连接器的工作环境在额定电流左右，不能超过最大电流，其次环境温度、环境周围具有腐蚀性的物质也需要加以注意。

四、结语

汽车线束系统设计是一项十分复杂的工作，其可靠性决定着汽车的安全性和质量型，在实际设计过程中必须对线束系统设计的全方位工作进行严格控制。例如在线束设计、装配、制作、测试等环节，都需要进行严格的控制，从而大大提高汽车线束系统的可靠性。

参考文献：

[1]杨倩华.汽车线束系统设计要点分析[J]建材，2016（4）. 科技，2016.

[2]李建婷，吴蕾.汽车线束设计及可靠性测试[J].工业2016（8）.