汽车线束布置的设计及可靠性浅析

王婷萍 李春芳 文/图

汽车电子电气系统中，汽车线束布置是非常重要的环节，也是汽车能否稳定运行的关键。汽车的整车线束，就像人体的神经系统，散布在全身的每个地方。线束布置不仅需要按照电器原理进行合理的设计，整体的布置也要充分考虑各个相关条件。设计者需要对车身、仪表台、底盘和动力总成等系统有全面的了解，并且需要考虑相关部件对线束布置可能产生的影响，然后提出相应合理的布置要求。同时还要充分考虑整车的振动和温度的分布区域，避免线束因剧烈振动或由高温造成提前老化和损坏。本文以商用车线束的布置为基础，介绍整车线束的设计布局和线束的固定走向等相关问题。

汽车线束的基本分类

汽车的整车线束主要包括驾驶室线束总成、地板线束总成、左右车门线束总成、顶棚线束总成、底盘线束、蓄电池线束、发动机线束、ABS和AMT等相关功能线束，每个线束有着不同的功能。

驾驶室线束总成主要连接驾驶室内仪表台上和仪表台下装配的电器件，主要有组合仪表、音响系统、电器接线盒、BCM、离合器开关、制动开关、电子油门踏板、点烟器、备用电源、方向管柱上的组合开关、点火锁、喇叭开关，以及驾驶室外灯具等；地板线束总成主要连接安全带开关、挡位信号；左右门线束主要连接扬声器、电动窗、门锁和相关开关件；顶棚线束主要连接顶灯和驾驶室外的示廓灯；底盘线束主要连接发电机、压缩机、起动机、冷凝风扇、底盘电器接线盒、ECU整车接口、后处理接口、变速器相关开关和传感器、前后桥制动气压传感器、燃油液位传感器、组合后尾灯、牌照灯和底盘装配的相关开关和传感器；蓄电池线束是整车电源供给线束，主要负责蓄电池、电源总开关、起动机和整车搭铁线的相关连接；发动机线束、ABS线束和AMT线束属于专项线束，其总成上的传感器和执行器众多，设计布置思路多是将总成上的所有电器件集成布置后再与整车线束对接。

线束的划分与整车的结构及装配工艺有一定关系，因此并不拘泥于以上形式的划分。只要符合线束结构简单、拆装方便、布局美观和固定保护良好等要求即可。对于不同的车型，由于配置不同，电器件也会有相应的增减，在线束设计中通过更改线束或设计相关附加线束，整车线束的品类不会有很大变动。下面结合实际布线对上面描述的各类别线束布置的要点和难点进行分析。

汽车电气线束布局设计

1.汽车电气线束主干和分支长度要设计合理。

线束主干线的长度一般是以汽车上电器的实际位置为基础，然后再对线束每段长度进行合理设计。汽车线束设计的太长，不仅会造成材料的浪费，而且会占据过多的空间。堆积在一起的线束既影响美观，也很容易在车辆行驶中与周围零部件发生摩擦导致线束磨损，出现短路或断路的电器故障。线束设计过短，则导致装配困难或无法装配，因此线束的长度设计应考虑实际布线路径，比实际长度稍有富余即可，以保证线束实际装配的可靠性。

线束的分支应按电器件的装配预留足够的长度，根据电器的安装深度、插座的位置和开口方向以及装配后的后部空间，本着操作方便的原则适当的增加线束上的接头预留长度。

以插接件在电器装置的中部为例：预留长度L=电器装置安装深度h+电气装置面板宽度0.7B+100 mm。其中电器装置安装深度h：电器装置装配完毕后，外部装饰面到内部电器装置连接插座的距离。电器装置面板宽度0.7B：电器装置前部装饰面高度约0.7倍。

对于其他对插线束的接头，应以线束拆卸方便为前提预留适当的长度。需要特别注意的是电器插接件的插入方向必须留有大于2倍对插插件长度的空间。

2.插接件的选择和布置需考虑装配的方便性和合理性。

同一区域的插接件需要以颜色、大小和内部定位等方法进行区分，防止错插。插接件应布置在比较容易发现的位置，并且为徒手操作或使用工具留有足够的空间。若电器件的安装比较隐蔽且后期维修拆卸较困难，则应当将与之对插的插接件的分支长度适当增加，以方便实际的检查和维修。

插接件的选择应符合标准要求，同时应考虑汽车的行驶过程是长时间高速运转的情况。整车的机械系统中堆积的油污和尘土，长时间对插接件和端子侵蚀，很容易导致插接件和端子产生老化的现象，使插件护套松动甚至端子锈蚀。相关数据统计发现，因为汽车线束连接器与端子发生老化而出现的电器系统问题占汽车电气系统整个问题的2/3。因此，为提高线束设计的可靠性，在同等电器参数的要求下，应选择质量更可靠的插接件。对裸露的大电流金属端子，如开关和启动机上的接线端子，必须设计相应的橡胶件进行防护，避免误搭短路。

3.需要进行线束的运动校核。

汽车上运动器件或开闭件(如车门等)的线束需要按最大开度进行尺寸预留，同时还要考虑部件最小开度时线束的堆积空间和固定方式。所有布置在运动器件附近的线束，与运动件应至少有50 mm的间隙。

汽车电气线束装配要点分析

1.线束固定点布置应合理且保证固定可靠。

图1 顶棚线束的固定方式

图2 电器件分支线束的固定方式

线束的布置应考虑线束的重量、固定方式和固定位置的方便性，设置足够且合理的固定点进行线束的固定，避免线束的低垂和移位。图1为顶棚线束的固定方式，根据线束的走向和车身本体的特点，两个相临固定点的距离一般不大于300 mm。同时，还应避开尖锐的拐点，通过角度垂直的拐点时应在拐点两端各设置一个安装孔。

线束末端与电器件对插处，应在插接件前不大于150 mm处设置固定点。在主干线上的分支点处设置固定点，固定点距离分支点的距离应不大于100 mm。图2是电器件分支线束的一种固定方式。

2.线束与特殊部件相连时的注意事项。

汽车上的运动部件包括油门踏板、制动踏板、离合器踏板、转向柱、座椅及雨刮电机等。运动部件区域布置线束时固定点与运动部件之间的间隙应留有25 mm以上的安全距离。

线束在热源附近布线时，应尽量远离热源。与温度高于150 ℃的零部件的距离需大于50 mm。如布线位置无法避开排气管等温度过高的零部件，应增加隔热垫以保护线束，并且至少保证距离在125 mm以上，有效降低线束周围的温度。

线束的布置需考虑防止电磁干扰。控制器的信号线及相关的传感器分支应尽可能的远离干扰源，如电喇叭、电机等电器件。传感器分支与大电流零部件电源线相邻时，间隔应大于300 mm，以避免信号干扰。

3.搭铁线的装配工艺。

搭铁点布置在车身结构件和底盘上，搭铁点的位置要求接触面积平整，雨水无法聚集。即导电截面大，压降小，搭铁点不会因腐蚀造成接触不良。

4.线束装配的工艺性和美观性。

线束走向应与依附件方向一致。主干线束尽量避免斜向布置，可采用卡扣、线夹和支架等使线束整体布局美观整齐。线束穿钣金件需设置相应的橡胶过线孔。

底盘线束的布置走线原则是沿车架内侧走线，尽量避免车架外侧走线。跨横梁时能沿横梁下方走线的，尽量不在横梁上方。线束分支的出线布置应顺畅、合理，不可出现绕行、扭曲等现象，如图3所示。对线束分布较集中且分支较多的区域可考虑采用整体线束护板，使线束整体布局美观、规整。

汽车线束的布置是一个复杂且重要的过程，线束布置不合理轻则出现线束断路或插接件端子脱落等影响电器功能的故障，重则可能产生线束起火等重大事故。本文对线束的布置做了基本的描述，实际装配布置时还需要工艺人员不断的摸索，积累经验，制定更适合的布线路径和方式。T

图3 线束分支线的出线布置示意