汽车线束中的导线又称汽车线缆,是汽车专用的一种电缆,一般来讲,整车线束中导线的重量占比能够达到 70%以上,成本占整体成本的45%左右,导线选型的合理性将直接影响到整车线束的重量及成本。导线选型合理可靠,可有效节约线束综合成本,降低线束的总体质量,保证汽车功能安全运行。汽车线束用电线的选择,需考虑电气性能和车载时物理性能,主要从导线类型、导线截面积、导线颜色三方面进行选择。 图:导线选型设计流程图 1.导线型号的选择 导线类型又称为导线线种,导线选择的第一步是先确定导线的类别,本节主要介绍车用导线的类别及导线类型选择的依据 1)按标准分类 低压汽车导线按照标准不同主要分国标线、日标线、德标线、美标线等 4 大系列。选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能,每个标准系列下的导线也有很多子类供选择,如: a.国标:QVR、QVR-105、QFR、QVVR 等; b.德标:FLRY-A、FLRY-B、FLR4Y、FLR13Y 等; c.日标:AV、AVS、AVSS、CAVS、AVX、AEX 等; d.美标:GXL、TWP、TXL、GPT、HDT、STS 等。 日标导线的特点是薄皮绝缘,柔韧性较好;国标导线的特点是绝缘皮厚,比较柔软,延展性好;德标导线绝缘皮更薄,柔韧性好;美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性弹性体,还有经过辐照工艺加工的。可根据用户的需求和不同的工作环境选取适当类型的导线。在汽车行业里面,目前德标线使用的最多,日标线主要是日系车使用。 不同系列的导线的参照标准如下: a.国标线缆参照标准:GB/T8139、JB/T8139、QC/T730、QC/T1037 b.日标线缆参照标准:JASO_D608、JASO_D609、JASO_D611、JISC_3406 c.德标线缆参照标准:ISO_6722、DIN_72550、DIN_72551、DIN_76772、VW_60306、LV_112-3 d.美标线缆参照标准:SAE_J1128、SAE_J1678、USAR-21。 2)按用途分类 从用途上分,汽车线束上的导线大致可以分为普通导线、双绞线和屏蔽线。普通导线应用最广泛,不再赘述。 双绞线是由两根带绝缘层的普通细电线按一定的比例相互缠绕而成的,如下图所示: 图:双绞线 双绞线原理是:若外界电磁信号在 2 条导线上产生的干扰大小相等且相位相反,这个干扰信号就会相互抵消。双绞是消除干扰最简单的一种方式,在一些要求不是很严格的情况下可以使用双绞线。 屏蔽线分为铝箔屏蔽线和编织网屏蔽线,如下图所示:
图:屏蔽线 铝箔主要是用于屏蔽高频电磁波,防止高频电磁波与网线导体接触进而产生感应电流,增加串扰。编织网一般是由镀锡圆铜线编织而成。主要是防止低频电磁波干扰。其工作原理与铝箔是相同的。 屏蔽线工作原理:以铝箔屏蔽线为例,当高频电磁波接触到铝箔时,根据法拉第电磁感应定律可知,电磁波会趋附到铝箔表面,并产生感应电流。此时,需要一根导体把感应电流导入大地,避免感应电流对传输信号造成干扰。(故屏蔽线一般要求屏蔽层一端搭铁一端悬空。) 铝箔屏蔽线中的黑色电线是搭铁线,编织网屏蔽线中的编织网是搭铁线,现在一般用的都是铝箔屏蔽线,因为其线束加工过程操作相对简单。 屏蔽是避免电磁干扰的最有效措施,因为外界的干扰电磁波在传播过程中, 遇到金属材料并不会穿过,而是被迫改变方向沿着金属行进。因此,若将金属材料包覆在所要屏蔽的设备或导线外边进行屏蔽,并通过接地线与大地连接,干扰电磁波会通过接地线流向大地,被屏蔽导线中的信号就能被正常传输。 下表显示了双绞线和屏蔽线的定义、成本、加工、功能和运用 5 个方面的异同点对比。 表双绞线于屏蔽线对比 2.导线的特性 汽车线束常用的导线通常使用多股绞合铜导线,绝缘皮多用 PVC 绝缘材料, 要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特性。 ①耐热性 根据线束导线的工作环境温度,选用不同耐温等级的电线。线束设计选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能。 导线耐温等级分 8 个温度等级(ISO6722),如下表: 图:ISO6722 对导线耐温等级的定义 乘客舱的电线可选用耐温等级为 90℃的导线;发动机舱线束可选择耐温等级为 180℃的导线;横穿上述 2 个区域的导线应选用耐温等级同时满足 2 个区域温度要求的导线,可以通过温度场获得该区域的耐温要求,再从各导线耐温等级确定选用的导线类型。 ②耐磨性 导线本身就应该具备防止配线部位由于磨损而引起的绝缘体损坏、漏电。 在设计时,导线应尽量避免与容易发生震动的零件接触,以防止线束发生磨损、断裂。如不可避免,可采用包裹胶带或者外加波纹管。 ③阻燃性 阻燃性是指零件在着火后将燃烧时间(速度)、范围控制在一定范围内的规定。 ④弯折性 规定设计中要求具有弯曲性的零件的反复弯曲性。零件的弯曲程度、允许弯曲次数、环境温度要根据使用情况来设定。如车门用的胶套要求达到 180°/10 万次/-30~80℃。 |