散漫說，整車線束布置設(shè)計(jì)是整車概念設(shè)計(jì)階段就需要完成的工作，主要借助虛擬樣機(jī)仿真軟件實(shí)現(xiàn)，如CATIA。線束三維布置設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到樣車試制的品質(zhì)，高效的三維布置可以減少試制過程出現(xiàn)的問題，保證整車線束開發(fā)時(shí)間匹配整車開發(fā)流程。本文主要介紹下汽車電氣系統(tǒng)三維布置流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。以下為正文。

汽車電氣系統(tǒng)三維布置按照下圖所示設(shè)計(jì)流程進(jìn)行。將整車電氣系統(tǒng)根據(jù)位置不同分成底盤、儀表板、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等不同模塊，針對(duì)每個(gè)模塊首先進(jìn)行電氣設(shè)備布置，此項(xiàng)工作由電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)師與整車系統(tǒng)工程師共同完成。

圖：整車線束3D設(shè)計(jì)流程

電氣設(shè)備布置方案確定后，開始進(jìn)行線束走向設(shè)計(jì)，按本手冊(cè)3.2.3汽車線束三維布置要點(diǎn)進(jìn)行線束走向設(shè)計(jì)，并對(duì)走向方案進(jìn)行校驗(yàn)，直至合理。

完成電氣線束走向設(shè)計(jì)后，根據(jù)線束走向確定固定方式及結(jié)構(gòu)，并對(duì)固定方式及結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度、干涉性校驗(yàn)，根據(jù)最終確定的設(shè)計(jì)方案繪制電氣線束二維圖、相關(guān)固定結(jié)構(gòu)二維圖。

汽車線束三維布置的形式

整車線束布置基本可分為整體式、功能分段式、區(qū)域分段式這3種。從布置輕量化的角度來講，整體式的線束設(shè)計(jì)比較有優(yōu)勢(shì)。但是隨著汽車的尺寸增加，整體式布置給裝配和維修帶來不便，受控于電器負(fù)載的安裝位置、車體空間等因素影響，因此常根據(jù)電器負(fù)載的安裝位置確定線束的走向布局設(shè)計(jì)。

根據(jù)線束在整車上的鋪設(shè)形態(tài)來分，目前，國(guó)際通用的線束布局方式有3種，即E型/F型線束布局設(shè)計(jì)、H型線束布局設(shè)計(jì)、T型線束布局設(shè)計(jì)。其中H型布置是較好的一種布置方式，因?yàn)镠型的線束能最大范圍照顧到整車的用電器。

1、E型布局

形狀類似字母E，整車線束從前向后以一條線束通道貫穿，適用于中小型車輛。

優(yōu)點(diǎn)及局限性：布局簡(jiǎn)單，減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)艙到駕駛艙的過孔；整車電氣功能增多時(shí)，單一的前后線束連接通道導(dǎo)致線束較粗，不便于線束的裝配，同時(shí)也不利于線束的生產(chǎn)制作。

2、H型布局

形狀類似字母H，車身地板線束沿儀表中控臺(tái)，一部分通過左右兩側(cè)的車身鈑金孔向車頭方向，另一部分沿地板向后給照明等系統(tǒng)供電。

圖：福特蒙迪歐H型布置

優(yōu)點(diǎn)及局限性：整車線束從前到后有2個(gè)通道，因此線束布局比較靈活，線束相對(duì)較細(xì)，汽車線束的生產(chǎn)制作更加方便。該方案常用于電器功能較多的高端車型。

3、T型布局

形狀類似字母T，儀表線束與地板線束合為一體，貫穿儀表臺(tái)左右的同時(shí)從正駕駛和副駕駛之間在車身地板上向車尾布置，這種線束布局不太常見。采用T型布局的主線束，回路、導(dǎo)線根數(shù)較多，線束質(zhì)量大，不利于線束的生產(chǎn)制作。

線束三維布置設(shè)計(jì)一般從這幾個(gè)方面來考慮，即：

• 要求線束易于裝配，裝配工藝性好

• 要求保證線束的可維修性，線束可維修性好

• 要求保證線束布置的可靠性，布置設(shè)計(jì)的可靠性保證

• 要求線束布置的輕量化設(shè)計(jì)及線束布置的成本考慮

• 要求線束布置美觀，隱藏/橫平豎直
  

1 線束易于裝配，裝配工藝性好

進(jìn)行線束布置設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先就要考慮線束的裝配性。如果線束最終布置好了，卻發(fā)現(xiàn)無法安裝，那整個(gè)線束布置設(shè)計(jì)方案可能就要推倒重來了，影響非常惡劣。

易于裝配說的是線束總成上所有需要安裝固定的件，比如線束總成自身的鋪設(shè)，線束上卡扣，支架、橡膠護(hù)套、接插件等附屬零件的安裝，同時(shí)易于裝配的要求除了考慮線束自身，也應(yīng)該考慮到是否會(huì)對(duì)周邊零件的安裝產(chǎn)生影響。

1）線束分段及線束總成安裝束布置

線束的走向分段設(shè)計(jì)一定要滿足易于裝配這個(gè)前提，盡量不要給總裝增加過多的工序。比如：

1. 對(duì)于整車的不同區(qū)域可采用分裝方式，如門線，儀表臺(tái)線等；同時(shí)，要考慮最好不要使用特殊工具就可以完成裝配。

2. 盡可能考慮大總成模塊化裝配，提高生產(chǎn)線裝配速度。如變速器線束、發(fā)動(dòng)機(jī)線束分別裝配到變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)本體上，之后作為整體裝配到底盤上。

3. 線束直徑過大需要彎折一定角度時(shí)要預(yù)留足夠空間，對(duì)于主干分支，一般要求線束彎折半徑要大于線束直徑的兩倍，以免彎折空間過小對(duì)影響線束裝配。

4. 線束裝配時(shí)不能把線束拉的太緊（尤其在橫向布置線束），避免行駛車輛在顛簸狀態(tài)下，引起線束固定點(diǎn)位置錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致兩固定點(diǎn)之間距離瞬間增大，從而拉長(zhǎng)線束造成線束內(nèi)部接點(diǎn)拉脫/虛接、導(dǎo)線參數(shù)變化，甚至拉斷導(dǎo)線。

5. 線束及其組件要留出緊固工具的安全空間，距離螺母中心至少有50mm的間隙。

2）線束穿孔與橡膠護(hù)套的安裝

線束過孔的時(shí)候，常犯的錯(cuò)誤是過孔大小僅考慮線束的粗細(xì)，而忽略了線束上的接插件也需要穿過孔，這是很簡(jiǎn)單的邏輯，但卻是初學(xué)者經(jīng)常會(huì)犯的錯(cuò)誤。

鈑金上開孔，也不是隨便定點(diǎn)，需要考慮鈑金開孔的工藝，線束橡膠護(hù)套安裝時(shí)對(duì)鈑金孔的要求。一般來講，有以下幾個(gè)要求：

1. 外包絡(luò)直徑最大的插接器，其直徑一定要小于鈑金孔直徑。通常的要求是，鈑金孔直徑至少是接插件最大尺寸的3倍。此項(xiàng)要求同樣適用于線束通過封閉腔體時(shí)，如尾門內(nèi)外板、側(cè)圍內(nèi)外板間腔體等，在線束通過路徑方向上，腔體空間截面直徑大于插接件的1.3倍。

2. 橡膠件對(duì)應(yīng)的過孔尺寸與料厚配合無誤，橡膠件與鈑金件配合直徑過盈量大于1mm，小于2mm;

3. 沿著孔的半徑大于堵塞孔6mm以內(nèi)的鈑金表面必須平滑，以確保密閉性。

3）接插件的安裝固定

接插件是線束總成上的重要電氣件，線束布置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該關(guān)注接插件的安裝固定，主要有以下幾個(gè)方面的要求：

1. 插接件末端的線束需要預(yù)留一定的長(zhǎng)度，以便于插接件的插拔。

接插件預(yù)留長(zhǎng)度的情況，重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象有：組合儀表、開關(guān)面板、空調(diào)面板和音響系統(tǒng)及顯示屏等與儀表板線束連接的插接件接頭，四門開關(guān)線束和室內(nèi)頂棚上的頂燈及開關(guān)線束，另外副儀表上的線束插件，座椅下面的線束插件及線束與線束對(duì)接插件也需要進(jìn)行長(zhǎng)度預(yù)留。

根據(jù)電器裝置的安裝深度、插座的位置、插座開口方向和電器件裝配后的后部空間，按照操作的方便性，適當(dāng)增加線束上接頭的預(yù)留長(zhǎng)度。

預(yù)留長(zhǎng)度L=電器裝置安裝深度h+電器裝置面板寬度0.7B+100（mm），

其中：電器裝置安裝深度h—指電器裝置裝配完成后，外部裝飾面到內(nèi)部電器裝置連接插座的距離；電器裝置面板寬度0.7B--指電器裝置前部裝飾面高度的0.7倍。

進(jìn)行長(zhǎng)度預(yù)留的時(shí)候，需要特別注意線束的異響和割破等物品損壞。可通過增加線束外部防割包裹、周邊鋒利零件增加防割膠條等避免出現(xiàn)線束損壞，通過包裹海綿減小異響。

2. 由于車輛差異化，裝配時(shí)暫未用到的線束分支，需要單獨(dú)捆扎固定在主干線或支架上，捆扎線束時(shí)最小彎曲半徑不能小于線束直徑的2倍。

圖：待用線束捆扎

3. 確保插件安裝空間足夠，在插接件的插接方向，必須留有大于兩倍插頭對(duì)插方向長(zhǎng)度的空間。

4. 線束插接件應(yīng)布置在容易發(fā)現(xiàn)的位置、盡可能布置在觸手可及的地方，布置在便于手和工具容易操作的位置。

5. 對(duì)接接插件需要固定，并且插件的固定孔需要防轉(zhuǎn)，便于插件固定。

6. 線束上的搭鐵端子，啟動(dòng)機(jī)等正極端子應(yīng)該進(jìn)行防轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)。

4）線束卡扣的安裝固定

線束卡扣是線束總成的主要固定方式，它決定了線束在整車上的布置形態(tài)，為了便于卡扣的安裝固定，對(duì)于卡扣的布置要求主要有：

1. 線束的卡扣的固定孔要盡可能開在結(jié)構(gòu)件的平面區(qū)域，在曲面上固定時(shí)，最好在結(jié)構(gòu)件上做出小平面。

2. 在滿足線束布置可靠性要求的前提下，卡扣數(shù)量盡可能少，減輕工人裝配負(fù)擔(dān)，提高裝配效率。

3. 扎帶和插件上的卡扣對(duì)應(yīng)的鈑金厚度，與孔的大小需相互匹配，對(duì)應(yīng)的焊接螺柱規(guī)格需相互匹配。

4. 在固定卡扣的安裝方向上，卡扣安裝孔必須可見，或者可以觸摸，必須有足夠的空間方便卡扣的安裝、拆卸。

5）線束緊固件的選用

在線束固定結(jié)構(gòu)以及相關(guān)功能盒體設(shè)計(jì)過程中，盡量采用常用的標(biāo)準(zhǔn)件，并且標(biāo)準(zhǔn)件種類盡量少，通過前期設(shè)計(jì)減少裝配及維修中專用工具的使用

6）對(duì)周邊零件的安裝影響

在設(shè)計(jì)過程中有針對(duì)性地考慮不同區(qū)域的特點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的線束走向不得影響其他整車零部件的裝配；

7）電磁兼容與抗電磁干擾

關(guān)于電磁兼容與抗電磁干擾，不僅僅是要從線材的選擇上來做，如采用雙絞線、屏蔽線等，更要從線束的布線走向上來考慮。

有些蓄電池后置行李箱的車型，因?yàn)橐獙㈦娏鱾鬏斀o發(fā)動(dòng)機(jī)艙電氣盒及起動(dòng)機(jī)，所以會(huì)有一根縱貫全車的大線徑導(dǎo)線，時(shí)刻通以較強(qiáng)電流，這個(gè)時(shí)候，如何還是按照傳統(tǒng)布線，將此大電流導(dǎo)線與其他信號(hào)線不加以區(qū)別一并放在同一線束中，勢(shì)必會(huì)對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生干擾，所以通常會(huì)將此大電流導(dǎo)線單獨(dú)布置走向，并與普通線束留出足夠遠(yuǎn)的距離（100mm以上），同時(shí)要求鈑金做出一條凹槽以鋪設(shè)導(dǎo)線，并可起來一定電磁屏蔽作用。

2 保證線束的可維修性，線束可維修性好

在整車電氣線束布置時(shí)，應(yīng)該重視其可維修/維護(hù)性。一旦出現(xiàn)電氣問題，如果拆卸時(shí)，需要拆其他無關(guān)的零部件，就會(huì)造成一些不必要的浪費(fèi)，增加維修成本和時(shí)間。良好的可維護(hù)性體現(xiàn)在出現(xiàn)電氣系統(tǒng)故障時(shí)，在最短的時(shí)間內(nèi)將故障排除，以及進(jìn)行故障排除時(shí)避免維修操作對(duì)其他部件造成損壞。

線束的可維修性，重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)常需要維護(hù)的區(qū)域：

1. 保險(xiǎn)絲和繼電器更換的方便性，特別關(guān)注更換保險(xiǎn)絲和繼電器需要拆卸的零件，各個(gè)位置的保險(xiǎn)絲和繼電器是否可以正常拔出。

2. 診斷接口位置操作維修方便，外部設(shè)備能夠正常的插拔，并且診斷接口本身能夠拆裝

3. 易損件的電器件維護(hù)，如各個(gè)位置的車燈

4. 使用頻率高的用電器的維護(hù)，如全車開關(guān)，多媒體，組合儀表等

3 保證線束布置的可靠性，布置設(shè)計(jì)的可靠性保證

在確保線束的裝配性和可維修性后，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注線束布置設(shè)計(jì)的可靠性。在線束三維布置中，線束可靠性的保證主要從以下幾個(gè)方法來考慮：

注：以下有關(guān)具體的要求只是個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)的積累，只是建議值，實(shí)際工作過程中，具體情況應(yīng)該具體分析。

1）線束的走向控制

在線束三維布置過程中應(yīng)充分考慮線束走向的不可控性，結(jié)合實(shí)車裝配經(jīng)驗(yàn)，評(píng)估布置可靠性。線束段走向控制的可靠性性保證的要求有：

1. 線束與兩個(gè)固定點(diǎn)之間的間距不宜過大，控制在300mm左右，在有泥水等惡劣環(huán)境下，其扎帶固定距離不得大于150mm。

2. 線束布置有直角拐角時(shí)，直角兩邊均需要增加固定點(diǎn)，在鈍角拐角時(shí)，按照直線距離控制，避免出現(xiàn)銳角拐點(diǎn)。

3. 線束分支點(diǎn)應(yīng)該盡可能靠近線束主干的固定點(diǎn)，距離在100mm以內(nèi)。

4. 線束固定的卡扣，扎帶應(yīng)該與鈑金孔，鈑金的厚度，凸焊螺柱的規(guī)格相互匹配。同時(shí)需要避免卡扣直接承受線束重力。

5. 線束布置應(yīng)沿邊、沿槽，防止線束直接承受壓力。

2）線束的間隙控制

為了防止線束損壞，線束應(yīng)盡量避開鋒利鈑金邊、周邊零件棱邊，其他零件的安裝孔，尤其是線束彎曲處。線束布置間隙的要求主要有：

1. 除了固定線束的零件，線束與周邊件（無鋒利邊緣）的間隙在6mm（含）以上。

2. 線束布置時(shí)考慮其他零件的安裝對(duì)線束的影響，如線束固定點(diǎn)要保證與內(nèi)飾件安裝點(diǎn)（如門護(hù)板）20mm（含）以上間隙，盡量與安裝點(diǎn)并排布置。

3. 線束固定在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)零部件上時(shí)，該段線束段的長(zhǎng)度應(yīng)大于這兩個(gè)組件間的位移長(zhǎng)度，最小值為25mm。

4. 線束和運(yùn)動(dòng)部件的最小距離應(yīng)大于25mm，并且距離運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的間隙7mm（含）以上，最小距離的地方，線束避免處于自由狀態(tài)。

5. 處于震動(dòng)區(qū)域的線束，線束應(yīng)該在接插件背部100mm內(nèi)保持。

除了上文提到的基本的物理防護(hù)外，如線束與周邊件的干涉，在線束布置方面，線束也需要做電氣性能的安全防護(hù)，如防水，防塵，防電磁干擾，溫度控制等方面。

3）線束的熱保護(hù)

溫度對(duì)線束的影響很大，這不光體現(xiàn)在線束材料本身的耐熱性，還有溫度變化引起的電氣性能的變化。在線束布置設(shè)計(jì)中，應(yīng)該特別關(guān)注高溫區(qū)域的線束布置。汽車上，高溫區(qū)域主要有以下幾個(gè)區(qū)域：

• 排氣管

• 排氣歧管

• 廢氣再循環(huán)管或閥

• 消聲器

• 催化轉(zhuǎn)換器

• 渦輪增壓裝置

溫度這塊，對(duì)于線束布置來講，有以下的要求：

1. 線束距離以上高溫區(qū)域裝置的最小距離不低于150mm，催化器需要做到300mm以上，并且需使用耐高溫的包扎物。

2. 許多因素都會(huì)影響到熱源（空氣流動(dòng)、傳熱方式、熱的程度等）附近處線束布置的可行空間，因此必須獲取準(zhǔn)確的溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)來決定線束如何布置和選用何種保護(hù)。對(duì)于高溫區(qū)域，樣車出來后，需要進(jìn)行溫度場(chǎng)分析，以便確定線束布置和線束包扎物設(shè)計(jì)的合理性。

4）線束防水與防塵保護(hù)

防水與防塵保護(hù)是線束布置過程中經(jīng)常要考慮的內(nèi)容，對(duì)于這點(diǎn)，線束布置主要有以下幾個(gè)方面：

1. 線束穿過鈑金，需要設(shè)置滴水點(diǎn)（75mm以上），避免外部的水或者其他液體經(jīng)線束流入車身內(nèi)，或者在虹吸效應(yīng)的影響下，水可能順著線束流進(jìn)駕駛室的接插件。

圖：線束過孔時(shí)滴水點(diǎn)設(shè)置

2. 在濕區(qū)有可能濺水的區(qū)域，如發(fā)動(dòng)機(jī)艙，為避免插件進(jìn)水，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該讓接插件水平放置固定（插件出線方向與車身底板平行）。

3. 在濕區(qū)有積水的地方，或者流水槽流水的地方，禁止放置接插件和接地端子

4. 濕區(qū)卡扣扎帶應(yīng)使用帶密封墊形式的。

5. 車門鈑金上在防水膜內(nèi)的線束固定點(diǎn)距離防水膜涂膠邊界要大于30mm，防止將防水膜頂起后漏水，防水膜開孔位置必須高于線束分支點(diǎn)位置，防止水沿著線束倒流進(jìn)車內(nèi)。

6. 在車輪處、地板下面的線束，需要增加相應(yīng)的防護(hù)。避免在越野、沙石路或冬天冰雪路面上行駛，飛濺起堅(jiān)硬的石頭、冰雪塊將線束打爛。

7. 前后保線束對(duì)插件固定位置應(yīng)布置在線束走向的高處，避免布置在最低點(diǎn)，做好線束的防水防塵保護(hù)，但需校核是否方便裝配。

5）電氣安全防護(hù)

對(duì)于線束來說，安全是第一位，線束布置設(shè)計(jì)上的安全防護(hù)主要有以下幾點(diǎn)：

1. 正極端子（蓄電池正極、起動(dòng)機(jī)正極）必須設(shè)置絕緣塑料保護(hù)罩或其它不易變形的保護(hù)措施，同時(shí)保證保護(hù)措施不易脫離。

2. 線束不能與油管、制動(dòng)管理采用同一固定點(diǎn)，不能穿過，或者 交叉進(jìn)行布置。

3. 蓄電池正極端子和蓄電池蓋板或發(fā)動(dòng)機(jī)蓋之間必須留有不小于20mm的間隙，避免短路，引起蓄電池瞬間大電流放電造成蓄電池爆炸。

4. 考慮汽車碰撞時(shí)，線束不能受到擠壓。線束擠壓破裂，內(nèi)部短路可能會(huì)瞬間引起火災(zāi)，對(duì)駕乘人員造成進(jìn)一步傷害。

5. 設(shè)計(jì)時(shí)線束分支必須有足夠的松弛度（大于線束最小長(zhǎng)度25mm），使其不對(duì)所連電器件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。線束繃得太緊，容易引起線束固定點(diǎn)位置錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致兩固定點(diǎn)之間距離瞬間增大，從而拉長(zhǎng)線束造成線束內(nèi)部接點(diǎn)拉脫/虛接、導(dǎo)線參數(shù)變化，甚至拉斷導(dǎo)線。

4 輕量化設(shè)計(jì)及線束布置的成本考慮

在滿足線束的易于裝配性，可維修性及設(shè)計(jì)可靠性的基礎(chǔ)上，還需要特別注意線束布置設(shè)計(jì)的輕量化，及線束成本。有以下幾個(gè)方面可以考慮：

1）電氣回路盡可能縮短

電氣線束回路一定要盡可能縮短，回路短了不光可以減重，更可以降本，而且短的回路還可以降低線路段消耗電量損耗。

對(duì)于大的線徑來說，縮短回路帶來的改善很大，如蓄電池正極電纜。

2）盡可能的減少線束分段。

在實(shí)際線束三維設(shè)計(jì)中，增加線束分段，就必須要增加線束間的對(duì)接接插件，而增加對(duì)接插件，勢(shì)必增加線束的重量和成本。同時(shí)也會(huì)增加線路上的壓降，不利于電氣性能的穩(wěn)定。

一些德系的車子能看到貫穿發(fā)動(dòng)機(jī)艙、乘客艙、行李艙的一根大線，這就是少分段的典型設(shè)計(jì)。

3）不要過設(shè)計(jì)

避免使用不必要的線束固定點(diǎn)，有些區(qū)域線束固定點(diǎn)的區(qū)域可以做到300，這時(shí)候做150沒有任何意義，增加了線束重量和成本不說，對(duì)裝配車間來說，也是一種浪費(fèi)。

4）減少不同規(guī)格的卡扣的使用，減少新增物料的使用

線束固定件，如卡扣、扎帶、橡膠件能借用就借用，盡量去避免新增物料的產(chǎn)生。

與此同時(shí)，盡可能減少扎帶/卡扣的種類，在同一個(gè)線束上，避免出現(xiàn)一會(huì)7mm的圓孔扎帶，一會(huì)又是7x12的腰型孔的扎帶，這些非常不利于線束的生成加工。

5 線束布置美觀，隱藏/橫平豎直

除了以上線束布置要點(diǎn)外，線束工程師在布置線束的時(shí)，還應(yīng)該考慮線束布置形態(tài)的美觀性，做到線束布置盡可能的隱藏，線束布置的橫平豎直。整潔大方的線束布置形態(tài)也是反映線束布置工程師設(shè)計(jì)水平的重要參考。畢竟不是專業(yè)人士，關(guān)注的都是你做的好不好看，你說是吧？

文章來源線束工程師