汽车电线束现状及未来发展趋势

2019-01-13卢有谊

魅力中国 2019年1期

卢有谊

（深圳市蓝晟电子有限公司，广东深圳 518000）

前言

汽车电线束分别由电线、连接器和胶带包裹构成。它将汽车各种电器和电子设备进行连接，是汽车的重要组成部分。它被叫做汽车的神经系统，相当于大脑中的神经系统。通过数据对比，可以说电线束和汽车几乎是同时出现的。早期，人们对汽车的性能研究主要以机械性能为主。而电线束只是作为整辆汽车的一小部分，并没能成为关注的重点。对其技术质量的评估仅仅是电路的传导与否。线束加工技术是手工绞线，焊接，螺栓连接等技术落后，还研究了电线束的可靠性和相互连接转换，可靠性、互换性、可维修性及其他方面都很差。

1990年以来，对于汽车而言，其电气系统技术的提高非常直接地使相对的终端设备的数量增加，其信号传输能力也受到了挑战。解决方案是增加电线的电路，使电线、连接器和传感器等不可避免地急剧增加。对于汽车，线束的重量和体积已达到不可接受的范围。于是，提升电线束信号传输能力和减小汽车电线束的重量逐步变成对该议题主要讨论和研究，与此同时，还指出了线束未来的发展方向。

一、汽车电线束的发展历程

在发展初期，汽车的结构状态非常简单，其中机械制造占主导地位。所以，在长期以来，人们关注的只是汽车在机械性能方面的研究。汽车电线束作为整体汽车的一部分，并未曾引起相对足够的重视。技术质量的评估只是电路是否连接。线束的加工工艺是手动绞合，焊接，螺栓连接等。在此过程之后，连接器和其他部件的可靠性、可互换性和缺陷可维护性更差。

1980年前后，由于机械制造业的成长，一并推动了压接工艺的提高和进一步发展，特别是自动压接机的发明，使得汽车行业的电线束制造技术有了非常大的进步。由于汽车电线束的拉伸逐渐增大，使其相对应的机械性能逐步稳定的发展，且压接点电压通过相关技术进行有效控制，这就使得信号在传输过程中将损失达到减小。车辆的可靠性加倍，并且线束的功能从单个电源电路扩展到信号传输。

1990年之后，不仅固有的照明系统、发动机系统和仪表系统等日趋完善外，还有汽车的安全气囊系统、汽车导航系统、汽车音响系统、防盗系统、电动座椅系统、中控锁电动门窗系统和刹车防抱死系统，汽车的智能性和可靠性也得到了大大的提升。与此同时，汽车电气系统的繁琐将直接导致终端设备相应的增加，这不但使得能量消耗变大，还对信号传输能力提出了挑战。

二、汽车电线束发展的特点

（一）多路传输技术

大型线束不仅占用了中小型汽车宝贵的空间资源，使维修难度增加，使可靠性减弱，重量得到增加，最主要的是使汽车的成本极具增加。在解决上面的问题时，汽车电气数据总线结构就应时的出现了。所谓的数据总线是指每个控制单元和传感器必须对控制和检测信号进行数字编码，并以连续的特定频率将它们发送到总线，而执行元件从总线获取要求并将实现反馈给总线。数字编码使所有信号互不干扰。理论上，大容量主线可以传输所有信号。

控制单元区域网络（Controller Area Network，CAN），指的是通过对网络交换数据的控制，从而控制电线束单元。CAN总线通过控制数字化信号。由于数字化信号抗干扰能力比较强，且信号组成组会保持连续发送的速度，同时还具有验证码和抗干扰机能，使得CAN控制系统的可执行性逐渐增强。数据总线传输信号的大幅度采用会使得一部分线束得到简化，然而，在使用继电器来操作掌控应用终端，最主要的是，CAN总线可以使全部的子模块进行相互的通信，同时还可以与汽车外部相对应的诊断接口进行通信，在进行故障搜索时必须设置专业的诊断仪设备进行检测。因此，将CAN总线应用于电器设备系统多、整车价格比较贵和维修比较复杂的车辆上比较合适。

（二）由模块组成的电路控制系统

由模块组成的电路控制系统安装在驾驶室的中央模块中，由每个电气设备的区域模块组成，模块仅通过公共电源线和数据线连接。当驾驶员需要一个或多个电器时，他可以通过组合开关向中央模块提供一个或多个指令。在处理内部电路之后，中央模块发出相应的数据信号并将它们以特定格式发送到数据线上的所有区域模块。如果区域模块收到的信号与他自己设置的代码相同，则其管辖下的设备将按指令工作，否则忽略。模块和模块还具有传感器信息获取和相互传输和响应的功能。它最终达成了汽车电线束的系统化、简洁化、智能化、模块化和电子化的控制模式，同时可以根据用户对汽车需求，对配置电气系统进行诊断、报警和远程维护功能。

（三）中央电器盒集成化

中央电箱是多种形式的集合，其基本原理主要是经过印刷电路板和外壳将汽车电路所需要的熔断器、电路监控元件和控制的元件组装成中央电箱。该模块通过标准连接器与线束连接，以集中控制汽车的所有电气部件，从而简化电路、大修和故障排除。每个厂家都根据不同类型的车辆不断改进和改进，采用三层电路板设计，集成电源和控制功能，减少体积，降低成本，提高可靠性；输出线束与电箱之间的连接是通过按压线与保险丝端子之间的连接实现的，因此对于线束而言，输出线束与电箱之间的连接是通过线束与保险丝端子之间的连接来实现的。从而节省了大量的连接器，相应地降低了电路中的电压降，并且相应地减小了电路的故障点，提高了可靠性。

（四）光缆的使用

根据车辆装配的功能和便利性，线束一般可分为仪表组、发动机组和车身组。由于IT技术的快速发展，E概念车应运而生。网络的问世，定义了汽车线束网络和模块化的相关发展方向。由于有线传输信号的限制，高速、大容量、小体积、高机密性和良好的抗干扰性等优点非常快的把汽车电线束作为失业车辆的数据处理和交换的首要材料，最终，非常快速地取代了传统线束的位置，使汽车的网络和信号分配系统进到了一个全新的历史发展历程。光缆的广泛应用使线缆数量的使用逐渐减少，使线束更加简单、易于安装和维修，并且还具有重量轻、体积小和传输信息量大的特点。