摘 要 ：

最近幾年，汽車行業的“新四化”基本已經成為大家的共識，各種變革也都是為了實現“新四化”。汽車的“新四化”主要是指電動化、智能化、網連化、共享化。線束領域未來將向輕量化、高壓化、高速化、平臺化、智造化五個方向發展。鋁導線、銅包鋁合金導線、FFC柔性扁平線纜、小型化的導線和連接器、電子保險絲盒、高壓連接器和導線、大電流Busbar、以太網、高頻連接器、各種特種線/同軸線等新產品，新架構平臺、新設計平臺，以及模塊化設計、自動化生產線將逐步被研發和應用，從而縮短開發周期，減少錯誤率，將線束工程師從繁瑣的工作中解脫出來，把更多精力和時間集中在工藝優化和項目創新方面。

前 言

汽車行業的“新四化”是新一代信息通訊、新能源、新材料等技術與汽車產業融合的產物，其快速發展不僅帶來整車制造業產業生態的深化變革，也全面重塑汽車零部件的產業競爭格局。電動化、智能化、網連化、共享化，正在成為整個汽車產業的發展趨勢，各大OEM也都向著“新四化”的方向努力前進；各種新技術、新概念（如ADAS技術，新能源汽車等）的出現，強烈刺激著新一代人的消費欲望。對線束帶來什么影響？下面我們就這個問題進行探討。

新四化

1.電動化

電動化，指的是車輛動力系統領域的電動化，即采用電力驅動系統代替傳統的內燃機動力系統。包括混合動力（HEV、HPEV）、純電（BEV）、增程式（EREV）、燃料電池（FCV）等動力形式，各大企業紛紛布局，適應不同的用戶需求。即使是現在最火的純電（BEV）車型使用的鋰電池技術也在不斷地發展中，遠未達到成熟的程度。

電動化對汽車線束的影響主要是增加了高壓系統，高壓導線、高壓接插件、大線徑鋁導線、大電流Busbar以及其迭代優化的產品將得到開發和應用，同時對其技術參數、測試要求和測試方法也被不斷驗證，從而滿足電動化的要求。

2. 智能化

智能化，指的是無人駕駛或者駕駛輔助系統在車輛上的大量應用。目前仍然未有一個真正達到L3級別的自動駕駛車型出現，真正的智能駕駛或無人駕駛仍然遠未實現，現在的“自動駕駛”依然只是“高級駕駛輔助系統”。應對不同的場景和保證車輛安全，多傳感器融合成為行業趨勢；不僅可利用不同傳感器的性能優勢，還能提高整個系統的智能化。

智能化對汽車線束的影響主要是新架構、新原理使得線束設計更加簡潔，可以將更多的精力投入到車載以太網、特種線、特種連接器的開發研究和測試中，以確保無人駕駛、智能泊車、540度影像等功能的可靠連接。

3. 網聯化

網聯化包含車際網、車云網、車內網三部分。車際網采用中短距離通信技術，實現車車/車路協同，如LTE-V、5G，要求時延極短，可靠性高，需要支撐主動安全應用；車云網通過車與云端的連接,主要應用 Telematics的通信,如3G/4G/5G；覆蓋范圍廣,能夠與 Internet連接，時延較大，不適合緊急安全應用；車內網是指車與內部傳感器的有線連接, CAN BUS、高速以太網；車機與手機等設備的無線連接,包括藍牙、WiFi、NFC。

網聯化實現車輛的在線化和基于網絡的各種服務應用和相應的數據采集。網聯化讓車輛不在是一個無法“成長”的工具，通過OTA技術讓車輛的功能和性能可以持續的迭代成長。而且，聯網使車輛信息娛樂系統可以獲得在線的數據和服務，使車輛成為了繼電腦及手機之后的又一個互聯網世界的入口，同時使得大量采集車輛運行時的各種數據成為了現實。未來，車輛的實時運行可以被網絡直接進行控制、且車輛的絕大部分的數據都可以與云端進行實時交換之時，才是網聯化的成熟之時。我公司提倡“軟件定義汽車”，將軟件功能作為商品單獨售賣已經不再是新聞。

4 .共享化

共享化，指的是車輛的共享與出行的共享。也有人將其稱為服務化，指的是移動出行將作為一種服務被提供，從而改變目前每個人都需要購置車輛的現狀。共享化目前看來仍然只是一種基于網絡定位服務的商業模式。

網聯化和共享化對汽車線束的影響主要是車載特種線、特種連接器種類和數量增多。特種線具有高可靠性、低電磁輻射、低功耗、低延遲以及同步實時性技術特點，該產品的特性與傳統導線完全不同，因此需要對設計和測試能力提出新的挑戰。特種線連接器發展迅速，由單一型向集成型發展，減少體積，提高集成度、提升工廠裝配效率。

“新四化”是時代的需求，融合發展，將交通工具變成移動終端，促進出行方式變革，完成為一場消費的變革。

汽車線束的組成及現狀

汽車線束是汽車電路的網絡主體，連接汽車的電氣部件并使之發揮功能。在汽車上的作用相當于人的“神經和血管”。它既要確保傳輸整車電信號和提供整車電能，也要保證連接電路的可靠性。

汽車線束主要由連接器、端子、導線、保險盒、扎帶、蓄電池樁頭、橡膠件、包覆材料（波紋管、膠帶、自卷管等）、護線盒等組成；其中連接器、導線占線束物料成本2/3左右。

圖1 汽車線束的組成

低壓線束分別是儀表臺板線束、底盤線束、發動機艙線束、發動機線束、門線束、頂棚線束、前保險杠線束、后保險杠線束、電子手剎線束、輪速傳感器線束、饋線總成等。

高壓線束分別是高壓電源線束、電動壓縮機電源線束、直流變換器輸出負極線束、PTC輸入線束、交直流一體充電插座線束、家用交流輸出連接線束、充電機搭鐵線束等。

圖1 汽車線束的組成

在“新四化”趨勢下，汽車電器功能增多，線束用量加大，減重降本面臨更大的挑戰，復雜的電性能檢查讓人望而生畏；功能配置復雜多變，線束狀態繁多，線束布線空間愈發局促，自動化加工需求增大，才能滿足生產的交付；網絡架構域集中式將會改變線束拓撲，千兆以太網的應用對線束傳輸性能要求更高，特殊線纜的工藝挑戰大；電動車高電壓大電流的應用將

會對電磁兼容、線束安全性帶來更大的挑戰。

線束關鍵技術及發展趨勢

在汽車“新四化”的背景下，基于線束行業的問題和挑戰，線束領域未來將向輕量化、高壓化、高速化、平臺化、智造化五個方向發展。

1 .輕量化

1.1 優化架構，減少線束長度

整車網絡架構從傳統的分布式架構，逐漸進化為集中式域架構，采用了域控制器集成架構，線束長度相比傳統車減少50%。

圖3 汽車電氣架構發展趨勢

1.2 鋁導線、銅包鋁合金導線等新產品的應用

鋁的密度和價格為銅的1/3，電導率是銅的64%，提升導線規格1-2個檔次，可實現替換，導體部分輕50%，導線成本可降低40%。

中小線徑鋁導線因為加工工藝難度大、配套接插件品類不全、強度弱，還無法普及應用；大線徑鋁導線在電源線上已經批量應用，加工方式主要有：超聲波焊接、離子焊、套筒壓接，線束成本可降低10—15%。

小線徑銅包鋁合金導線可以直接替代同線徑銅導線，應用在低壓線束總成中，導線成本可降低10% 。

圖4 鋁導線、銅包鋁合金導線等新產品的應用

1.3 導線、連接器的小型化

信號線可采用0.22/0.13/0.0 8mm2超細導線代替，0.22/0.13 mm2導線已在合資品牌廣泛采用。各種銅合金材料滿足端子小型化需求，但壓接能力、工藝管控能力不足，需要提升。

圖5 導線小型化

1.4 FFC柔性扁平線纜的研究與應用

FFC（Flexible Flat Cable）柔性扁平線纜由上下兩層絕緣材料、中間夾上扁平銅箔組成，厚度薄、體積小、重量輕、可隨意彎曲折疊、拆卸方便、易解決電磁屏蔽(EMI)等優點。用于空間要求高的位置，如頂棚線束、動力電池包內低壓線束等；

圖6 FFC線束（頂棚）

1.5 電子保險絲盒的研究與應用

通過半導體芯片替代保險絲、繼電器，較插線式保險絲盒體積減少約15%，重量降低約20%。大電流采用驅動芯片+MOSFET分立方案，小電流（<25A）采用HSD智能高邊開關集成方案，具有可靠性高、可編程、免維護、可聯網，可精確供電管理等優點。

圖7 保險盒發展趨勢

2.高壓化

2.1高壓連接器平臺化設計

新能源汽車高壓系統通常采用300V以上高電壓，大電流，對連接器的絕緣、防護等安全性要求更高。高壓連接器平臺化設計關鍵項主要有溫升及降額曲線、高壓互鎖設計、防護等級、電磁屏蔽、連接器材質選擇等。高壓連接器從定制化到平臺化，從金屬連接器到塑料連接器輕量化，趨勢明顯。

圖8 高壓連接器發展趨勢

2. 2片式連接器

隨著電流的不斷增大，圓型連接器通過增大截面直徑對載流能力的提升已不明顯。片式連接器在大電流領域有著獨特優勢，其接觸點呈線性排列，可通過增大接觸件寬度，或多個接觸件并排布置來減小接觸電阻，效果顯著。片式連接器采用沖壓工藝，體積更小，生產效率高，成本低。

圖9 片式連接器

2.3 大電流Busbar

為實現8分鐘充電80%的目標，充電電流將由250A提升至400A～800A，銅電纜規格將由70mm2增加到120～150mm2，如果采用鋁電纜，規格將進一步提升至150～200mm2。大規格電纜不易布線，車載電纜超過120mm2時基本無法布線，Busbar應運而生，并可實現自動化裝配，相比線纜成型，省去了拉絲、退火、絞合的工序。如果使用尼龍料則無需交聯工序，鋁棒外套鋁管即可實現屏蔽效果，同時對鋁棒也是一種防護，無需再增加外護套。

圖10 排狀Busbar

圖11 棒狀Busbar

2.4 高壓線束EMC性能開發

從直流到三相交流、DC/DC電壓轉換，充電機交直流轉換等工作過程，其內部IGBT會產生頻率為100KHZ至200KHZ電磁干擾，這種干擾主要以公模電流的形式沿高壓電纜傳播，引起車載電子設備和通信網絡異常。高壓線束解決EMC三要素之“路”，采用接地濾波和屏蔽；高壓導線采用雙層屏蔽方式，高壓連接器采用屏蔽環、屏蔽簧等方案。

圖12 EMC性能開發

3.高速化

3.1 車載以太網的研究與應用

是一種用以太網連接車內電子單元的新型局域網技術。主要應用于帶寬需求較高的系統，如自動駕駛輔助系統（ADAS）、車載診斷系統（OBD）以及車載信息娛樂系統等，可實現100M/s甚至10G/s的數據傳輸速率。

以太網標準，主要是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers,電氣和電子工程師協會）IEEE 802.3、OPEN聯盟標準（One Pair Ether-Net，單絞線以太網聯盟）。

普通以太網使用2對或4對非屏蔽雙絞線(UTP)電纜，車載以太網在單對非屏蔽雙絞線上可實現100Mbit/s甚至1Gbit/s的數據傳輸速率，并滿足汽車行業高可靠性，低電磁輻射，低功耗，帶寬分配，低延遲以及同步實時性等方面的要求。

圖13 汽車網絡發展趨勢

3.2 特種線、特種連接器

汽車上高頻信號多樣性，帶來特種線種類的多樣性，如FM/AM饋線、USB轉接線、GPS天線、TBOX天線、攝像頭線、fakra同軸線、HSD視頻線、以太網線等；特種線具有高可靠性、低電磁輻射、低功耗、低延遲以及同步實時性技術特點，如fakra同軸線已逐步替代FM/AM饋線、GPS天線；

特種線連接器發展迅速，由單一型向集成型發展，減少體積，提高集成度、提升工廠裝配效率。

圖13 汽車網絡發展趨勢

圖15 特種連接器

4.線束設計方案平臺化設計

線束設計方案平臺化設計主要遵循以下幾個原則：

（1）配置平臺化：按照配置組合包的方式搭建基礎配置，以最少的線束狀態覆蓋所有配置;

（2）原理平臺化：將整車架構劃分為不同功能的子系統，每個子系統逐漸實現原理平臺化;

（3）接口平臺化：統籌整車所有電器零部件接口信息，按照部件端和線束端接口固化建立數據庫;

（4）布置平臺化：按照整車區域將線束分為不同模塊，根據平臺化布置原則建立線束3D平臺化布置架構;

圖16 同一原理的不同分段布置方案

圖17 不同車型的布置平臺化

5 .智造化

5.1 線束模塊化設計

因配置和保供需求，方案多樣化，通過排列組合，線束總成將出現不同結果，線束模塊化設計可以將功能劃分成不同的模塊，按照模塊進行開發，能夠快速實現線束生產多樣化，實現一車一線，車車不同，滿足客戶的個性化需求；

圖18 線束模塊化設計和生產

5.2 生產線的自動化

汽車線束屬于勞動密集型產業，行業自動化率不到30%，產品質量參差不齊，上升的人工成本對企業利潤形成較大沖擊，招工難成為行業難點，提高線束行業自動化生產水平，推動線束企業轉型尤為重要。推進柔性智能自動化生產線是對中國制造2025和工業4.0的有力支撐，更為重要意義是在于提升產品一致性、提升企業生產效率、提升行業競爭力。

主要針對占汽車線束生產工藝中70%以上勞動力的分裝和組裝環節進行自動化改造，這需要結合精密機械設計技術、智能機器人控制技術、機器視覺技術和計算機技術等學科技術，突破線束自動插植、自動布線、自動包膠和自動扎帶等關鍵技術難點，實現分裝和組裝環節的整體布局，最終實現自動加工和柔性生產。現階段的電器盒的PIN腳/保險絲/繼電器、下線及安裝防水堵、以及安全氣囊線束等產品已經實現工業自動化。

圖19生產線的自動化

結 論

零部件供應商、線束供應商、OEM設計及工廠質量管控，層層遞進、層層相關，形成一個完成的線束產業鏈。所有的技術都是為了不斷提高汽車的安全性、舒適性和人、車、路的信息交互，提高車主的體驗感，必須經過嚴格的測試才能應用到產品中，否則將成為空中樓閣。整車線束的可靠性提升，需要從其設計、裝配、使用等多個環節進行可靠性的設計和驗證。設計是第一個環節，也是線束關鍵環節。

提升主機廠和供應商的研發能力，引入基于網絡、基于數據庫系統的線束設計軟件， 搭建設計數據庫、固化圖紙模板，縮短開發周期，減少錯誤率，將線束工程師從繁瑣的工作中解脫出來，把更多精力和時間集中在工藝優化和項目創新方面。

線束作為勞動密集型產品，主要依托人工組裝，生產過程控制是線束質量的重要保障，才能提供合格的產品。

圖20線束檢測臺

據乘聯會數據顯示2022年1-5月新能源汽車滲透率已達到 23.4%，已提前實現國務院辦公廳在《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035 年）》中提出的目標，預測2025年或將達到 40%。高壓線束作為電動汽車上動力輸出的主要載體，是整車性能和安全的關鍵零部件之一。車內高壓線束主要是對新能源車輛提供高壓強電供電作用，在新能源汽車中屬于高安全件，具有大電壓/大電流、大線徑導線數量多等特點與傳統的車內低壓用途相比車內高壓電源傳輸對線束的電性能、屏蔽性能、機械性能和耐久性能都有較高的要求。高壓線束零部件的迭代開發、模塊化開發、成組開發，成為未來線束發展的重中之重。

中國頒布的《智能網聯汽車技術路線圖 2.0》進一步明確發展線路：到2025年，PA(部分自動駕駛)、CA(有條件自動駕駛)級智能網聯汽車市場份額超過50%，HA（高度自動駕駛）級智能網聯汽車實現限定區域和特定場景商業化應用；到2030年，PA、CA級智能網聯汽車市場份額超過 70%，HA 級智能網聯汽車市場份額達到 20%，并在高速公路廣泛應用、在部分城市道路規模化應用；到 2035 年，中國方案智能網聯汽車技術和產業體系全面建成、 產業生態健全完善，整車智能化水平顯著提升，HA級智能網聯汽車大規模應用。

整體來看，2022-2025年線束市場規模將隨著電動化、智能化滲透率的增加而增長。但其中低壓線束市場作為基本盤，在域架構下線束用量減少，因此在我們3%的汽車銷量增速預期下，其規模基本保持穩定；高壓線束和高速線束是傳統低壓線束之外的增量市場，分別受益于電動化和智能化程度和 滲透率的提升，在較高單車價值量的情況增速較快，預計到 2025 年的市場規模將分別達到205億元和123億元，年復合分別增長11%和13%。綜合考慮，汽車線束市場建議主要關注增量市場的高壓線束和高速線束。

審核編輯 ：李倩