汽車線束布置的設計及可靠性淺析

王婷萍 李春芳 文/圖

汽車電子電氣系統中，汽車線束布置是非常重要的環節，也是汽車能否穩定運行的關鍵。汽車的整車線束，就像人體的神經系統，散布在全身的每個地方。線束布置不僅需要按照電器原理進行合理的設計，整體的布置也要充分考慮各個相關條件。設計者需要對車身、儀表臺、底盤和動力總成等系統有全面的了解，并且需要考慮相關部件對線束布置可能產生的影響，然后提出相應合理的布置要求。同時還要充分考慮整車的振動和溫度的分布區域，避免線束因劇烈振動或由高溫造成提前老化和損壞。本文以商用車線束的布置為基礎，介紹整車線束的設計布局和線束的固定走向等相關問題。

汽車線束的基本分類

汽車的整車線束主要包括駕駛室線束總成、地板線束總成、左右車門線束總成、頂棚線束總成、底盤線束、蓄電池線束、發動機線束、ABS和AMT等相關功能線束，每個線束有著不同的功能。

駕駛室線束總成主要連接駕駛室內儀表臺上和儀表臺下裝配的電器件，主要有組合儀表、音響系統、電器接線盒、BCM、離合器開關、制動開關、電子油門踏板、點煙器、備用電源、方向管柱上的組合開關、點火鎖、喇叭開關，以及駕駛室外燈具等；地板線束總成主要連接安全帶開關、擋位信號；左右門線束主要連接揚聲器、電動窗、門鎖和相關開關件；頂棚線束主要連接頂燈和駕駛室外的示廓燈；底盤線束主要連接發電機、壓縮機、起動機、冷凝風扇、底盤電器接線盒、ECU整車接口、后處理接口、變速器相關開關和傳感器、前后橋制動氣壓傳感器、燃油液位傳感器、組合后尾燈、牌照燈和底盤裝配的相關開關和傳感器；蓄電池線束是整車電源供給線束，主要負責蓄電池、電源總開關、起動機和整車搭鐵線的相關連接；發動機線束、ABS線束和AMT線束屬于專項線束，其總成上的傳感器和執行器眾多，設計布置思路多是將總成上的所有電器件集成布置后再與整車線束對接。

線束的劃分與整車的結構及裝配工藝有一定關系，因此并不拘泥于以上形式的劃分。只要符合線束結構簡單、拆裝方便、布局美觀和固定保護良好等要求即可。對于不同的車型，由于配置不同，電器件也會有相應的增減，在線束設計中通過更改線束或設計相關附加線束，整車線束的品類不會有很大變動。下面結合實際布線對上面描述的各類別線束布置的要點和難點進行分析。

汽車電氣線束布局設計

1.汽車電氣線束主干和分支長度要設計合理。

線束主干線的長度一般是以汽車上電器的實際位置為基礎，然后再對線束每段長度進行合理設計。汽車線束設計的太長，不僅會造成材料的浪費，而且會占據過多的空間。堆積在一起的線束既影響美觀，也很容易在車輛行駛中與周圍零部件發生摩擦導致線束磨損，出現短路或斷路的電器故障。線束設計過短，則導致裝配困難或無法裝配，因此線束的長度設計應考慮實際布線路徑，比實際長度稍有富余即可，以保證線束實際裝配的可靠性。

線束的分支應按電器件的裝配預留足夠的長度，根據電器的安裝深度、插座的位置和開口方向以及裝配后的后部空間，本著操作方便的原則適當的增加線束上的接頭預留長度。

以插接件在電器裝置的中部為例：預留長度L=電器裝置安裝深度h+電氣裝置面板寬度0.7B+100 mm。其中電器裝置安裝深度h：電器裝置裝配完畢后，外部裝飾面到內部電器裝置連接插座的距離。電器裝置面板寬度0.7B：電器裝置前部裝飾面高度約0.7倍。

對于其他對插線束的接頭，應以線束拆卸方便為前提預留適當的長度。需要特別注意的是電器插接件的插入方向必須留有大于2倍對插插件長度的空間。

2.插接件的選擇和布置需考慮裝配的方便性和合理性。

同一區域的插接件需要以顏色、大小和內部定位等方法進行區分，防止錯插。插接件應布置在比較容易發現的位置，并且為徒手操作或使用工具留有足夠的空間。若電器件的安裝比較隱蔽且后期維修拆卸較困難，則應當將與之對插的插接件的分支長度適當增加，以方便實際的檢查和維修。

插接件的選擇應符合標準要求，同時應考慮汽車的行駛過程是長時間高速運轉的情況。整車的機械系統中堆積的油污和塵土，長時間對插接件和端子侵蝕，很容易導致插接件和端子產生老化的現象，使插件護套松動甚至端子銹蝕。相關數據統計發現，因為汽車線束連接器與端子發生老化而出現的電器系統問題占汽車電氣系統整個問題的2/3。因此，為提高線束設計的可靠性，在同等電器參數的要求下，應選擇質量更可靠的插接件。對裸露的大電流金屬端子，如開關和啟動機上的接線端子，必須設計相應的橡膠件進行防護，避免誤搭短路。

3.需要進行線束的運動校核。

汽車上運動器件或開閉件(如車門等)的線束需要按最大開度進行尺寸預留，同時還要考慮部件最小開度時線束的堆積空間和固定方式。所有布置在運動器件附近的線束，與運動件應至少有50 mm的間隙。

汽車電氣線束裝配要點分析

1.線束固定點布置應合理且保證固定可靠。

圖1 頂棚線束的固定方式

圖2 電器件分支線束的固定方式

線束的布置應考慮線束的重量、固定方式和固定位置的方便性，設置足夠且合理的固定點進行線束的固定，避免線束的低垂和移位。圖1為頂棚線束的固定方式，根據線束的走向和車身本體的特點，兩個相臨固定點的距離一般不大于300 mm。同時，還應避開尖銳的拐點，通過角度垂直的拐點時應在拐點兩端各設置一個安裝孔。

線束末端與電器件對插處，應在插接件前不大于150 mm處設置固定點。在主干線上的分支點處設置固定點，固定點距離分支點的距離應不大于100 mm。圖2是電器件分支線束的一種固定方式。

2.線束與特殊部件相連時的注意事項。

汽車上的運動部件包括油門踏板、制動踏板、離合器踏板、轉向柱、座椅及雨刮電機等。運動部件區域布置線束時固定點與運動部件之間的間隙應留有25 mm以上的安全距離。

線束在熱源附近布線時，應盡量遠離熱源。與溫度高于150 ℃的零部件的距離需大于50 mm。如布線位置無法避開排氣管等溫度過高的零部件，應增加隔熱墊以保護線束，并且至少保證距離在125 mm以上，有效降低線束周圍的溫度。

線束的布置需考慮防止電磁干擾。控制器的信號線及相關的傳感器分支應盡可能的遠離干擾源，如電喇叭、電機等電器件。傳感器分支與大電流零部件電源線相鄰時，間隔應大于300 mm，以避免信號干擾。

3.搭鐵線的裝配工藝。

搭鐵點布置在車身結構件和底盤上，搭鐵點的位置要求接觸面積平整，雨水無法聚集。即導電截面大，壓降小，搭鐵點不會因腐蝕造成接觸不良。

4.線束裝配的工藝性和美觀性。

線束走向應與依附件方向一致。主干線束盡量避免斜向布置，可采用卡扣、線夾和支架等使線束整體布局美觀整齊。線束穿鈑金件需設置相應的橡膠過線孔。

底盤線束的布置走線原則是沿車架內側走線，盡量避免車架外側走線。跨橫梁時能沿橫梁下方走線的，盡量不在橫梁上方。線束分支的出線布置應順暢、合理，不可出現繞行、扭曲等現象，如圖3所示。對線束分布較集中且分支較多的區域可考慮采用整體線束護板，使線束整體布局美觀、規整。

汽車線束的布置是一個復雜且重要的過程，線束布置不合理輕則出現線束斷路或插接件端子脫落等影響電器功能的故障，重則可能產生線束起火等重大事故。本文對線束的布置做了基本的描述，實際裝配布置時還需要工藝人員不斷的摸索，積累經驗，制定更適合的布線路徑和方式。T

圖3 線束分支線的出線布置示意