汽车用低压电线实验概述

2018-12-21辛禹慧天津矢崎汽车配件有限公司

数码世界 2018年9期

辛禹慧天津矢崎汽车配件有限公司

前言：当前，在汽车用低压电线实验的过程中，依然存在不少问题，为此，我们要进一步分析汽车用低压电线实验的一些要点，提高汽车用低压电线实验的可行性和有效性。

1 、汽车电线发展的新特点

汽车电线束是连接汽车各个电器与电子设备的重要部件，在电源、开关、电器和电子设备之间传递电信号，素有汽车神经之称，是对汽车进行电信号控制的载体。汽车线束是汽车电路的网络主体。没有线束也就不存在汽车电路。在汽车技术高度发展的今天，汽车电器的用量大幅度增长，特别是20世纪80年代以来，随着人们对汽车乘坐舒适性、燃油经济性、排放环保性要求的日益提高，汽车上应用的新装置、新技术不断增多，使电线束上所用零件不断增加，重量也由过去的几千克上升到了现在的几十千克，甚至上百千克。庞大的体积越来越阻碍着整车的发展，电线束的改进问题也越来越多地受到了人们的关注。

让我们来回顾一下历史，可以说电线束是与汽车同步诞生的。汽车的初始状态，结构简单，机械控制占主导地位，在很长的一段时期内，人们更着重汽车机械性能方面的研究，电线束仅作为整车的一个部件，始终没有得到过重视，对其技术质量的评价也只是电路的导通与否，电线束的加工工艺为手工的绞接、焊接、栓接等落后工艺，其连接器等零件的可靠性、互换性和缺陷的可维修性就更差了。

80年代初，随着机械制造业的发展，拉动了压接工艺的进步和成熟，尤其是全自动压接机的问世，使电线束的制造技术产生了质和量的飞跃，电线束的单线抗拉强度大大提高，机械性能趋于稳定，压接点的电压降可得到有效控制，信号在传输过程中的损耗降低，整车的可靠性成倍提高，同时电线束的功能由单一的供电回路扩大到信号传递。进入90年代后，除原有的仪表系统、发动机系统、照明系统等日益完善外，相继出现了安全气囊系统、刹车防抱死系统、中控锁电动门窗系统、防盗系统、电动座椅系统以及汽车音响系统和汽车导航系统等等，大大提高了汽车的智能和可靠性。然而，电气系统的增加直接导致了终端电器的增加，不仅增加了能耗，信号传输能力也受到了强烈的挑战。解决的办法就是增加电线回路，使电线、连接器、继电器、传感器等不可避免地剧增，电线束的重量和体积也达到了汽车难以承受的范围，一辆中档水平的轿车，有上百对连接器、数以千计的接点，所用的导线总长度达1500m～2000m。因此，提高电线束的信号传输能力和减轻重量自然成为人们探讨和研究的主要课题，同时也预示了汽车电线束的发展方向。

因塑料替代金属、有效降低汽车重量及零部件尺寸、在有限空间内提高零部件安装密度是新一代汽车设计时所要考虑的主要问题。故汽车电线新特点如下：1）耐温等级不断提高。2）无卤或低卤阻燃性能。3）较高的耐油性能。4）采用双绝缘或异形线芯结构。

ISO6722标准将汽车电线根据绝缘材料不同分为热塑性、热固性弹性体、交联聚烯烃和热塑性弹性体四类，根据使用场合不同分为薄壁型、通用型、专用型和重荷型。

汽车电线设计的发展方向有很多，首先减小导体规格。目前SAE标准中导体的最小规格已减至0.22mm2，福特汽车线采购规范中出现0.15mm2。其次采用紧压绞合导体减小导体直径。再就是采用高强度铜合金导体。

提高绝缘性能，采用薄壁绝缘。目前辐照交联技术是减小绝缘厚度、提高耐热等级最有效的办法，105℃以上等级的薄壁绝缘汽车线几乎全用辐照交联聚烯烃，且对耐磨性、柔软性要求特别高的刹车电线，已采用辐照交联热塑性聚氨酯制造。

改变电缆结构。采用方形或带状结构电缆就可以提高安装密度，相对缩小安装尺寸。

2 、汽车电线制造工艺的发展趋势

2.1 汽车电线的工艺流程

汽车电线工艺流程为：拉丝、束绞紧压成绞合导体，挤塑绝缘（对于双层绝缘，内层采用耐温等级高的辐照交联聚烯烃，外层可以是柔软、耐磨且成本较低的橡胶），辐照交联，分切包装，最后检验出厂。

2.2 汽车电线的制造工艺发展方向

2.2.1 多头拉丝

汽车电线制造业普遍采用带连续韧炼装置的多头拉丝机，这也是线束总成制造商对电线制造企业配套认可的硬件条件。一台多头拉丝机一次可拉制多达64根单线，而且与之配套的快速换模技术，既省时又减少模具的规格和数量，简化了加工程序、省略中拉、保证了导体各单线间的一致性，提高了生产效率。

2.2.2 精密绝缘和物流管理

对于薄壁绝缘电线，绝缘层同心度十分重要，随着导体尺寸缩小绝缘厚度减薄，绝缘挤出工艺精度要求极高。另外，汽车电线颜色繁多及标识要求高，要求具备双色挤出及自动快速换色系统。这些都通过绝缘的精密挤出控制得以实现。

桶式收线是汽车线束总成制造商对汽车低压电线制造企业的认证条件。因汽车线束总成制造厂提出的极端放要求线速度为10m/S，为适应其高速放线要求，固对每一桶中的电线接头均有严格的要求。

汽车低压电线制造业的发展是以跨国一体化纵向配套为特征的集约化生产，主要表现为物流“零库存”，汽车线束总成制造厂不设仓库，汽车电线到货后在相当短的时间内完成线束总成的制作，随后立即送往汽车总装生产线，在这种集约化生产体系中汽车总装生产线与零部件生产是同步的。

3 、汽车电线的试验

汽车电线试验项目不多，但某些项目试验方法和要求却异于一般电线。

3.1 耐压试验

取600mm长电缆样品，两端各去25mm绝缘，将裸露导体扭在一起形成一个环，放入含5%（重量比）盐份的室温水中浸泡5h，样品端头露出水面长度不得超过150mm。在样品与盐水间施加1000V/50或60Hz的交流电lmin，试样应不击穿。

3.2 交联试验

SAE标准中给出的方法能直观地显示热固性弹性体（合成橡胶）绝缘和交联聚烯烃汽车线绝缘的硫化或交联程度是否充分。将长600mm的样品两端去掉25mm绝缘，在直径6mm棒上至少弯曲135℃，置于已预热至250±25℃、边长150mm的正方形板上，样品与热板相接触，在棒上施加5～7N的力约5～6秒。样品经如此处理后，应不能透过绝缘看见其导体。也可待样品温度降至室温后用耐压试验来最终得出结论。

3.3 溶剂相容性试验

测试试样外径后，将其浸入表3规定的溶剂中，每种溶剂单独采用一个样品，20h后将试样取出擦干，在室温下调节4h后测试样品直径。此外，还要将浸泡后的试样作卷绕试验，不应有目力可见的开裂现象。

电池酸液相容性试验主要针对汽车电线有可能与电池酸液接触或长期暴露于酸性环境中，特别是近年来汽车内部电器增多，电池负荷加大，工作温度随之上升，耐酸性优异是辐照交联电缆优于化学交联电缆和PVC电缆的显著特性。除标准规定项目外，有的汽车厂和汽车线制造厂还共同确定了高温变形、高温振动、耐高温电池酸液、热失重等试验项目。