汽車電氣裝備選裝方案對線束設計的影響

王宇

（一汽轎車股份有限公司產品部，吉林長春 130012）

汽車電氣裝備選裝方案對線束設計的影響

王宇

（一汽轎車股份有限公司產品部，吉林長春 130012）

簡要描述電器選裝名詞術語，分析造成線束設計多樣化的原因，闡述采用預先定義好的基于線束零件號和采用選裝包方式定義線束零件號的兩種設計方法，并結合具體應用實例進行講解，供讀者參考應用。

線束；電氣裝備；選裝

隨著汽車產業的飛速發展，汽車電氣系統變得越來越復雜，功能也越來越強大，車型和不同配置的組合越來越多，同時激烈的競爭，不斷加快新車的上市時間。所有這些因素導致對電氣系統設計的要求越來越高，而線束是汽車電路的網絡主體，汽車上的電源和各種電氣系統需通過線束來實現電路物理連接。為應對不同用戶對整車電氣裝備的需求（有時還需要考慮整車機械結構的差異、電氣接口的差異等因素的影響），我們可以通過不同車型的裝備定義及各電氣設備之間存在的邏輯組合關系，在線束設計的過程中制定出一系列電氣設備選裝的管理方法，來完成對不同車型電氣選裝設備的管理。本文將探討整車線束設計過程中應對電氣裝備選裝的設計方法。

1 電氣選裝術語解釋

1.1 電氣選裝

電氣選裝由代碼組成，是用來描述汽車上的某一性能或特征，可由代表選裝的功能代碼或特征值編碼來體現。

選裝功能代碼由任意的一串字母或數字組成，用來描述在汽車上被廣泛使用的一種性能或特征，選裝功能代碼舉例見表1。此種線束選裝設計方法多見于采用預先定義好的基于線束零件號的設計方法（詳見第3章節）。

表1 選裝功能代碼表舉例

有些主機廠也會將整車上所有的差異，全部定義出不同的特征值編碼，不同的特征值編碼代表不同功能含義，選裝特征值編碼舉例見表2。此種線束選裝設計方法常見于采用選裝包方式定義線束零件號的設計方法（詳見第4章節）。要實現電氣選裝功能的自由組合，需將每種相關的電氣選裝拆分成可供生產組裝的線束模塊總成，最終供貨的線束是由基礎車型線束模塊（可能不止一種）+若干體現選裝電氣功能的線束模塊組合而成。

表2 選裝特征值編碼表舉例

1.2 電氣選裝表達式

選裝關系表達式由多個相關選裝代碼（或特征值編碼）及運算表達式組成，用來傳達在某一車型某一設定目標所包括的限值條件。電氣選裝及選裝關系表達式可以用來設定原理圖及線束圖中各分系統、電器件、信號線等。運算表達式由布爾運算符組成，包括AND（與）、OR（或）、NOT（非）等。

例如：“SW-F&PR-F”（由兩個相關選裝代碼及運算表達式組成），表示含有前座椅加熱（SEAT WARM-FRONT）功能，又含有前泊車雷達（PARK RADAR-FRONT）功能的車型，才會用到的電氣裝備；“4U1&4W1”（由兩個相關特征值編碼及運算表達式組成），表示含有外后視鏡電動折疊（4U1）功能，又含有外后視鏡電加熱（4W1）功能的車型，才會用到的電氣裝備。

2 造成線束設計多樣化的原因

2.1 整車電氣功能的多樣性

由于汽車電氣系統變得越來越復雜，功能越來越強大，不同用戶對整車電氣裝備的需求各不相同。為適應各種不同的電氣裝備在整車上的配置差異，線束的設計就需要衍生出很多不同的零件來體現，這是造成線束設計多樣化最主要的原因之一。

電氣選裝的多樣性決定了配置復雜度，如果一種線束上附加了多個選裝特征，線束種類會達到2n。例如，某種線束的設計受4種電氣選裝的影響，那么線束的設計會有16種（24）排列組合方式，見表3，含4種電氣選裝的線束總成見圖1。

2.2 機械結構上的差異造成的選裝

在不同的配置情況下，如果一個電氣設備需要裝在車上不同的位置，即一個設備在不同的車型上有兩個位置，導致線束的布置路徑不同，這樣在線束設計的過程中也會造成選裝的差異。

2.3 供應商不同造成的選裝

同一個設備往往會有不同的供應商供貨，有時會出現電氣設備的接口不一致的情況，這時就需要針對兩個供應商的零部件分別設置電氣選裝，從而增加了線束選裝的設計方案。

表3 4種電氣選裝的排列組合

圖1 含4種電氣選裝的線束總成

3 采用預先定義好的基于線束零件號的設計方法

前文已經提到，電氣選裝有N種特征，那么為應對這N種特征的排列組合，線束種類會達到2n。那么如何來減少線束的種類呢?

第1種方法：增加不同電氣選裝之間的約束關系（如必須同時存在或者互斥），人為地進行設計，將多個功能進行捆綁，從而減少選裝代碼的數量及線束的種類。具體哪些功能可以綁定，需要主機廠及銷售公司共同進行確認。比如，將圖1中選裝C和D進行捆綁，必須同時存在或取消，則選裝代碼的數量相當于由4個改為3個，自然排列組合會減少，見表4。

表4 選裝C和D捆綁后的排列組合

第2種方法：在線束設計時，增加設計冗余，將有些選裝的電氣功能也做成標配，可在一定程度上減少線束的數量，但這樣做會導致線束單件成本的增加。哪些電氣選裝功能可以做成標配？這主要取決于各電氣選裝功能所對應的車型在終端市場上銷售比例，各電氣選裝功能映射到線束單件上的成本差異及對線束裝配性的影響。如某款車型，不帶定速巡航功能進行銷售的車型比例小于10%，且此功能線束單件的成本只是增加了2個回路，同時不會影響線束的裝配工藝，故在線束設計時，可不考慮此功能所引起的選裝差異。其他功能如外后視鏡加熱、折疊等也可以做成標配。此種方法減少線束種類的原理同方法1，也是相當于減少了選裝代碼的數量。

目前大多數主機廠進行線束設計時，主要采用預先定義好的基于線束零件號的設計方法。此設計方法需根據整車的裝備定義，編制裝備定義拆解表（用于識別整車都有哪些選裝與線束的設計相關），同時結合線束的拓撲結構（用于識別線束分段方案）以及每段線束的插接件清單（用于識別每段線束涉及的選裝接口），逐步分解來確認每段線束對應某一確定車型所適配的選裝?？傮w來說，就是篩選出和線束設計相關的電氣選裝，結合裝備定義中不同配置車型對相關功能的選配關系，固化出一組電氣選裝代碼的排列組合關系，來進行線束的開發設計。

為體現用戶的定制化需求，提高終端市場車型的銷量，主機廠往往還會增加選裝包的方案。一般的做法是，全系車型完整上市呈現，不會因為選裝的存在而減少上市車型的數量。同時增加可供用戶選擇的選裝包。選裝包的選取原則一般是以價格較高的高端裝備為主，通過全系高配車型標配，中配車型提供選裝，低配車型不提供選裝來實現，同時選裝包的價格要與用戶的感知價值相當。如奔騰X80的音響大屏選裝包、傳祺GS4的發動機起停選裝包、哈弗H6的自動內后視鏡防眩目選裝包等方案。

這種簡單的選裝包+基礎車型的配置，可以通過調整選裝關系，適當增加選裝的設計余量，從而增加線束總成的零件號和數量來實現線束設計。

如果要將整車上各種功能均定義為選裝包，實現各種電氣選裝功能的自由組合，完全實現終端用戶的定制化選車，則按這種設計方式是無法實現的。需將每種相關的電氣選裝拆分成一個小的線束模塊，最終供貨的線束由基礎車型線束（可能不止一種）+若干體現選裝電氣功能的小線束模塊組合而成。這便是線束選裝設計的第2種方法：采用選裝包方式定義線束零件號的設計方法。

4 采用選裝包方式定義線束零件號的設計方法

這種方法是將每個電氣選裝功能設計拆分成各線束模塊總成，從而減少線束的數量。圖1所示的線束總成可拆分為圖2所示的線束模塊總成。相應的線束數量變化見表5。

圖2 拆分后的線束模塊總成

表5 線束的數量變化

針對整車（用戶定制后確定的電氣功能）的電氣需求，最終供貨的線束由基礎車型線束模塊（可能不止一種）+若干體現選裝電氣功能的線束模塊組合而成，合成過程見圖3。

5 總結

采用選裝包的方式進行線束選裝設計，其好處是：終端客戶在功能選擇方面有足夠的靈活性；可提升用戶的匹配度；在復雜昂貴的線束上避免了設計冗余；簡單的線束仍然用綜合的方法進行管理。

但采用選裝包的方式也有較大的前期成本投入和挑戰，同時需建立公司級的體系及專用系統來支撐。各部門的工作量如圖4所示。

采用選裝包的方式并不適合每個汽車制造商，一些主機廠只在最復雜的線束上實施選裝包的管理方法，例如儀表板線和車身線。其余線束（車門，發動

Influence of Optional Electrical Devices onVehicle Wiring Harness Design

WANG Yu
（Product Development Department of FAW Co.，Ltd.，Chang Chun 130012，China）

This article introduces terminologies of optionalVehicle devices，and analyzes reasons that lead to diversification of harness design.Two design methods are demonstrated here，which are pre-defined and packagedefined harness component numbering method.Real examples with explanations are provided as reference for readers.

wiring harness；electrical device；optional device

U463.62

A

1003－8639（2016）11－0020－03

2016-05-31；

2016-06-30

王宇（1983-），男，碩士研究生，工程師，從事整車電氣原理及電線束的設計工作。