汽車線束類型與組成
如果將汽車比作一個(gè)生命體,那么汽車內(nèi)部的線束就是汽車的神經(jīng)與血管。汽車線束 是汽車的重要組成部分,承載著汽車動(dòng)力與信號(hào)的傳輸。汽車線束主要由三部分組成,分 別為線纜、包裹材料以及連接器(端子)。具體工藝為:線束廠商講上游線纜廠商提供的線 纜與由銅材等沖制而成的接觸件端子壓接后,通過塑壓絕緣體或者外加金屬殼體等,以線 束捆扎形成連接電路的組件。
1.1 汽車線束分類
按照電壓劃分:可分為高壓線束和低壓線束,高壓線束電壓在 300V 及以上,主要用 于新能源車輛的驅(qū)動(dòng)電力傳輸;低壓線束電壓在 60V 以下,一般車用電壓為 12V,主要用 于整車信號(hào)的傳遞。 按照組成劃分:發(fā)動(dòng)機(jī)線束、儀表線束、照明線束、空調(diào)線束以及輔助電器線束等。
按照標(biāo)準(zhǔn)劃分:汽車線束根據(jù)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)分為國標(biāo)、日標(biāo)、德標(biāo)、美標(biāo)等。其中德標(biāo)是 德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的簡稱,主要包括:DIN72550、DIN72551、DIN76772。德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮 薄,柔韌性好。由于我國汽車行業(yè)的歷史特殊性,我國各汽車公司主要參考的還是德標(biāo)。 按照用途劃分:可分為普通導(dǎo)線、雙絞線和屏蔽線等。雙絞線原理是:若外界電磁信 號(hào)在兩條導(dǎo)線上產(chǎn)生的干擾大小相等且相位相反,這個(gè)干擾信號(hào)就會(huì)相互抵消。雙絞線是 消除干擾最簡單的一種方式,在一些要求不是很嚴(yán)格的情況下可以使用雙絞線,但在重要 的地方,比如安全氣囊傳感器回路等需要用到屏蔽線。
1.2 汽車線束特性要求
汽車線束除了本身的性能要求外,由于其工作運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,如發(fā)動(dòng)機(jī)線束需要抵御 發(fā)動(dòng)機(jī)艙高溫震動(dòng)環(huán)境;車門線束需要有足夠的彎折次數(shù)保證車門部件的正常工作。不同 的環(huán)境要求線束擁有不同的特性,主要可以歸納為以下四類特性: 耐熱性:根據(jù)線束導(dǎo)線的工作環(huán)境溫度,選用不同耐溫等級(jí)的電線。乘客艙的電線可 選用耐溫等級(jí)為 90℃的導(dǎo)線;發(fā)動(dòng)機(jī)艙線束可選擇耐溫等級(jí)為 180℃的導(dǎo)線;橫穿上述兩 個(gè)區(qū)域的導(dǎo)線應(yīng)選用耐溫等級(jí)同時(shí)滿足兩個(gè)區(qū)域溫度要求的導(dǎo)線,可以通過溫度場獲得該 區(qū)域的耐溫要求,再從各導(dǎo)線耐溫等級(jí)確定選用的導(dǎo)線類型。 耐磨性:導(dǎo)線本身就應(yīng)該具備防止配線部位由于磨損而引起的絕緣體損壞、漏電。 在 設(shè)計(jì)時(shí),導(dǎo)線應(yīng)盡量避免與容易發(fā)生震動(dòng)的零件接觸,以防止線束發(fā)生磨損、斷裂。如不 可避免,可采用包裹膠帶或者外加波紋管。 阻燃性:阻燃性是指零件在著火后將燃燒時(shí)間、范圍控制在一定范圍內(nèi)的規(guī)定。 彎折性:要求具有彎曲性的零件的反復(fù)彎曲性。零件的彎曲程度、允許彎曲次數(shù)、環(huán) 境溫度要根據(jù)使用情況來設(shè)定。如車門用的膠套要求達(dá)到 180°/10 萬次/-30~80℃。
1.3 汽車線束的三大組成部分
1.3.1 線纜
汽車線纜為汽車線束最重要組成部分,其可分為常規(guī)線纜和特殊線纜。常規(guī)線纜主要 包括 PVC 抵押線纜及交聯(lián)高溫線纜,主要區(qū)別為絕緣材料,交聯(lián)高溫線纜使用交聯(lián)聚乙烯 為絕緣材料,擁有更好的耐高溫、耐磨損性能。 特殊線纜包括鋁線纜、對(duì)絞線纜、屏蔽線纜、硅橡膠線纜、多芯護(hù)套線纜、同軸線 纜、數(shù)據(jù)傳輸線纜、充電線纜等,特殊線纜中的硅橡膠線纜、充電線纜等為主要應(yīng)用于新 能源汽車的電纜。線纜是汽車線束中占比更高的部分,汽車線束的重量組成 75%-80%是汽 車線纜。
1.3.2 包裹材料
線束布置與車身各個(gè)部位,作業(yè)環(huán)境迥異,所以包裹材料對(duì)車輛線束得保護(hù)變得尤其 重要。常見得包裹材料包括波紋管、布基膠帶、絨布膠帶、PVC 套管、海綿條等等。部分 包裹材料由線束廠商完成安裝保護(hù),還有部分則是在汽車制造商工廠汽車總裝時(shí)進(jìn)行包裹 保護(hù)。
1.3.3 連接器
連接器也常被稱作為接插件。連接器可以類比為日常生活中的插頭與插座,連接器分 公連接器與母連接器。連接器由殼體、固定架、密封件與端子組成。
殼體:主要為塑料材質(zhì),汽車連接器的外罩,它為內(nèi)裝的絕緣安裝板和插針提供機(jī)械 保護(hù),并提供插頭和插座插合時(shí)的對(duì)準(zhǔn),進(jìn)而將連接器固定到設(shè)備上。 固定架:主要為塑料材質(zhì),作用是使端子按所需要的位置和間距排列,并保證端子之 間和端子與外殼之間的絕緣性能。良好的絕緣電阻、耐電壓性能以及易加工性是選擇絕緣 材料加工成絕緣體的基本要求。 密封件:主要為橡膠材質(zhì),可分為密封圈,密封墊等,用來保證接插件內(nèi)部防水防塵 等要求。現(xiàn)在很多汽車制造商會(huì)選擇 IP67 要求來確保連接器的密閉性能。
端子:端子安裝在線纜末端,線纜在剝開裸露后,通過壓接的形式與端子進(jìn)行固定。 壓接可以保證端子與線纜的穩(wěn)定接觸以及擁有足夠抗拉強(qiáng)度。安裝完端子后的線纜會(huì)按照 功能設(shè)計(jì),數(shù)根為一股一起匯總到相應(yīng)的連接器上。連接器上一般會(huì)有一定數(shù)量的孔位, 端子插入相應(yīng)孔位通過固定架進(jìn)行固定。公連接器內(nèi)的端子為剛性零件,其形狀為圓柱形 (圓插針)、方柱形(方插針)或扁平形(插片)。端子材料一般由黃銅、磷青銅制成。母 連接器內(nèi)端子為插孔,依靠彈性機(jī)構(gòu)與插針接觸時(shí)發(fā)生的彈性形變與公連接器端子插針行 車緊密接觸。插孔的種類結(jié)構(gòu)有很多有圓筒型(劈槽、縮口)、音叉型、懸臂梁型(縱向開 槽)、折迭型(縱向開槽,9 字形)、盒形(方插孔)以及雙曲面線簧插孔等。
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