汽車線束是汽車電子電氣系統中重要的組成部分，也是整車故障的多發環節。如何在設計過程中提高汽車線束工作的可靠性，降低整車故障率，保證發生故障時在最短的時間內排除故障，成為汽車電氣系統設計中關注的焦點。本文對整車電氣線束布置過程中的設計原則進行了系統分析與探討。

汽車電氣系統設計從整車或總成項目啟動開始，主要設計流程如圖1所示。作為設計流程的關鍵階段，電氣系統原理設計與電氣系統三維布置需要同步進行，假如將電氣系統原理設計比作是靈魂，那么電氣系統三維布置則是承載靈魂的軀體。電氣系統三維布置完成的品質直接影響樣車試制的品質，高效的三維布置可以減少試制過程出現的問題，降低試制費用，縮短整車設計時間。

電氣系統三維布置主要是指利用CATIA、PRONE等三維軟件對整車電器元件、電線束及相關固定結構在整車上進行布置，包括電器件三維布置以及電氣線束三維布置兩部分，其中電器件主要根據整車具體結構進行布置。本文根據實際汽車線束三維布置經驗總結出了一些基本原則及注意事項，主要從線束裝配性、線束可維護性以及線束安全可靠性等方面進行闡述，為汽車電氣線束的三維布置設計提供了基本設計準則。

汽車線束三維布置的一般流程

汽車電氣系統三維布置按照圖2所示設計流程進行。將整車電氣系統根據位置不同分成底盤、儀表板、發動機、變速器等不同模塊，針對每個模塊首先進行電氣設備布置，此項工作由電氣系統設計師與整車系統工程師共同完成。電氣設備布置方案確定后，開始進行線束走向設計，按汽車電氣線束布置的原則進行線束走向設計，并對走向方案進行校驗，直至合理。完成電氣線束走向設計后，根據線束走向確定固定方式及結構，并對固定方式及結構進行強度、干涉性校驗，根據最終確定的設計方案繪制電氣線束二維圖、相關固定結構二維圖。下面主要探討汽車線束布置過程中的基本設計原則及注意事項。

汽車線束布置基本原則及注意事項

在對汽車線束進行三維走向設計時，一定要充分結合車身鈑金、車架等線束依附體的具體情況對整車電氣件進行綜合全面的考慮。進行線束布置設計的同時也要考慮線束固定問題，根據鈑金件結構、整車機械結構確定固定方式以及固定點的數量；控制器較多且需集中布置的情況下，對控制器的布置也要著重考慮。

2.1 易于裝配在汽車線束布置裝配性方面主要側重考慮兩方面內容：線束本身易于裝配；線束固定結構易于裝配。

2.1.1 線束總成本體易于裝配汽車線束布置時要考慮盡量不給整車裝配過程增加過多工序，對于整車的不同區域可采用分裝方式，如儀表板、車門、頂棚、左右車身等。并且在設計過程中有針對性地考慮不同區域的特點，所設計的線束走向不得影響其他整車零部件的裝配；在線束過孔時，所需過孔的外包絡直徑最大的插接器，其直徑一定要小于飯金孔直徑，否則會造成線束無法穿過。

2.1.2 線束固定結構易于裝配在設計線束固定方式及固定結構時一定要考慮裝配性，不能在追求固定可靠的同時給裝配過程增加過多工序，根據實際設計經驗總結出以下注意事項。1）盡量采用簡潔的固定方式，尤其對于空間狹小區域，如車門內走線、白車身與內飾間走線，由于其空間狹小，盡量采用塑料卡扣或膠帶固定。2）過孔橡膠護套應設計成在小于100 N安裝力的情況下，即可完全裝配于鈑金孔內。3）對于需要用手指壓裝的固定件，操作力為45 N ;用手壓裝的固定件，操作力為75 N。4）在線束固定結構以及相關功能盒體設計過程中，盡量采用常用的標準件，并且標準件種類盡量少，通過前期設計減少裝配及維修中專用工具的使用。5）對于裝配時插接器或線束固定結構需要穿過駕駛室的情況，其緊固件如果采用普通六角螺母和螺栓，一個人很難獨立完成，此時一般考慮采用焊接螺母或自攻釘進行固定。6）線束的固定孔要盡可能開在結構件的平面區域，在曲面上固定時，最好在結構件上做出小平面。7）在進行電氣線束布置時，盡可能考慮大總成模塊化裝配，提高生產線裝配速度。如變速器線束、發動機線束分別裝配到變速器與發動機本體上，之后作為整體裝配到底盤上。

2.2 良好的可維護性在整車電氣線束布置時，要重視售后維護環節。良好的可維護性體現在出現電氣系統故障時，在最短的時間內將故障排除，以及進行故障排除時避免維修操作對其他部件造成損壞。如果線束或電氣件出現問題，拆卸要簡單，同時拆卸時不影響其他無關的零部件，否則就會造成一些不必要的浪費，增加維修時間。因此，要保證整車電氣系統具有良好的可維護性，電氣線束布置時要考慮到以下幾個方面。1）、線束插接件盡可能布置在觸手可及的地方。2）、線束插接件如果只能用單手插拔，其對插端要被可靠固定。3）、同一部位的插接件要用顏色、大小、內部定位等方法進行區分，防止錯插。4）、插接件末端的線束應該預留一定的長度，以便于插接件的插拔：對于開關端的線束建議預留80～100 mm，組合儀表、音響、空調面板、熔斷絲盒等維修率比較高的電器件，其后端線束根據總成安裝位置預留到容易插拔的長度。圖3為某越野車儀表板功能開關線束，為便于功能開關拆卸、維修，在進行此處線束設計時，將功能開關分支預留了100 mm的余量。

2.3 線束具有良好的可靠性線束如何可靠工作也是汽車電氣線束布置時需要著重考慮的問題，主要通過采取增加線束覆蓋物對線束本體進行防護、對線束通過鈑金孔處進行可靠防護、增加線束固定支架、在條件允許的情況下盡量減少線束分段等措施，提高線束一工作的可靠性。1）線束穿過鈑金孔時，通過增加過孔護套避免金屬件對線束的磨損。2）線束越過飯金件時，為了避免飯金件邊緣對線束造成磨損，考慮采用異型扎帶或在飯金件上增加橡膠條做防護。3）線束布置應沿邊、沿槽，防止線束直接承受壓力。4）電線束尺寸應符合QC/T 29106的規定，其中電線束基本尺寸極限偏差取值如表1所示。

5）線束直徑過大需要彎折一定角度時要預留足夠空間，一般線束彎折半徑要大于線束直徑的兩倍，此問題在直頭插接器根部要重點考慮，以免彎折空間過小對線束及插接器造成損壞。6）所有布置在運動件附近的線束，與運動件間應至少留有50 mm間隙。7）兩個相對運動件上的線束，必須被固定到每個運動件上。8）運動件、開閉件（如車門）、間的線束要留足最大開度的長度，并考慮在部件最小開度時的堆積空間和固定方式。圖4所示為某款輕型車車門與白車身間線束過渡情況，在進行該線束設計時要考慮車門的最大開度，并根據車門最大開度時車門與白車身間距離確定線束長度，線束長度確定后需要驗證車門關閉時車門與白車身間隙大小，為避免關閉車門對線束護套及線束造成擠壓，可在車門或白車身對應位置區域做下凹處理。

9）一段長線束相鄰固定點間距離不能大于300 mm，當車體結構不能保證時相鄰固定點間距離最大不能超過400 mm。10）線束彎曲處，彎曲點前后均應設置固定點。11）鈑金結構件不允許開孔時，可考慮熔焊卡條或焊接凸起支架及凸焊螺栓（卡柱）、進行線束固定。12）需要在外面連接電器件插接件且需再塞回固定的線束，除為保證線束維修性而留足拉出操作時需要的長度，還要考慮固定后的線束堆積空間和線束固定方式。13）設計時線束分支必須有足夠的松弛度（大于線束最小長度25 mm）、，使其不對所連電器件產生預應力。14）由于車輛差異化，裝配時暫未用到的線束分支，按照100～200 mm理順后按圖5所示固定在主干線或支架上，捆扎線束時最小彎曲半徑不能小于線束直徑的2倍。比如某越野車底盤線束備胎升降開關分支的處理，由于該車備胎升降開關布置在車廂上，因而在進行底盤裝配時需要將該段線束可靠捆扎于底盤線束主干上。

15）根據線束位置不同、工況不同，設計不同的線束防護形式，如車門線束以及內飾板內部的左右車身線束，由于空間狹小，一般考慮采用膠帶防護；底盤與車體接觸較多，且暴露在室外，一般采用具有防水性能的閉口波紋管防護；在整車溫度較高部件（如發動機等）、附近布線，需要采取隔熱措施。

2.4 電氣回路盡可能縮短電氣線束回路一定要盡可能縮短。考慮好拆裝工藝后，就要考慮怎樣才能盡量縮短電線回路，因為較短的回路有以下幾點優勢：①線路段消耗電壓低，電壓就可以匹配到電器件上，它們相應的信號強度較高；②減輕整車質量；③降低線束成本。

2.5 線束分段設計要慎重有些時候為了實現裝配的工藝性，在進行汽車電氣線束三維設計的時候可能會將原本可以是1段的線束分成2段，這樣就勢必增加線束插接件，在進行分段設計時針對插接件的增加一定要考慮以下幾個問題。1）線束上總的電壓降增加，電器件上的信號強度衰減。2）插接件的增加，勢必會造成電氣連接的不可靠連接點增加。3）為了固定增加的插接件，勢必要增加支架或考慮其他固定方式。4）增加電線束組裝工時和物料成本。鑒于以上幾點，在條件允許的情況下，盡可能減少線束分段，采用貫穿式線束設計。

總結

隨著整車電子電氣技術的發展，車載設備也越來越多，因而對整車電氣線束的可靠性提出了越來越高的要求。在電氣系統開發階段合理而可靠的電氣線束布置可以縮短開發周期、降低車輛成本、提高電氣系統工作的可靠性。如何利用三維軟件對電氣三維布置進行更加精確的設計需要我們繼續探索。