如果把汽车比作一个人,那么汽车线束就是汽车的血管和神经,有着非常重要的作用。
汽车上各个电器件的供电、控制、通信,都离不开线束。如果不存在线束,那么大灯、导航、雷达等等众多环节也就随之不存在了。
我们平时所说的汽车线束又称低压线束,它与普通家用电线是不一样的。如果你仔细观察过家用电线,你会发现普通家用电线一般都是铜质或铝制的单蕊电线,有一定的硬度。而汽车线束都是由细如发丝的铜质软线组成,几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管内,最终形成柔软而不容易折断的汽车线束。
由于汽车行业的特殊性,汽车线束的设计、制造过程也比其他普通线束更为特殊,要考虑的因素非常多。因为一旦汽车线束无法正常工作,整台车都将瘫痪,甚至会发生自燃、爆炸等风险。
2017年底,因为线束磨损问题,一汽召回了13000多台奔腾X40;2018年2月,因为控制线束问题,现代召回6万多辆途胜汽车;2018年3月,因为仪表线束问题,一汽大众召回43万多辆宝来及蔚领汽车;2018年5月,因线束可能存在进水风险,阿尔法罗密欧召回部分stelvio车型;2020年底,因为发动机线束存在自燃隐患,丰田召回了102万辆丰田车型;2021年4月,丰田汽车又因为气囊线束存在问题召回4.3万辆雅力士;因为线束导致的车辆故障、自燃、爆炸等事故更是数不胜数。
汽车线束设计选型时要考虑的因素
汽车线束设计选型时要考虑的因素非常多,一般包括以下几点:线束类型的选择;线束横截面的选择与匹配;线束耐温等级的选择;线色的选择;分支点、接点位置的选择;固定点的选择等。
线束类型的选择
线束类型一般根据电路中电器件的要求、电信号的强弱、信号的重要性等来确定。对于一般的电力信号和抗干扰、耐干扰的信号,普通的汽车导线可以满足信号质量要求;对于一些弱信号和容易被干扰的信号,应选择双绞线、屏蔽线、双绞屏蔽线、同轴电缆等。
双绞线(twisted pair,TP)是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的。把两根绝缘的铜导线按一定密度周期性地互相绞在一起,不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰, 更主要的是降低自身信号的对外干扰。不过,使用双绞线时需要注意:不同信号对绞转的数量有不同的要求,比如电喷系统的爆震传感器要求一米内绞转数量必须大于33。
屏蔽线是使用金属网状编织层把信号线包裹起来的传输线,编织层一般是红铜或者镀锡铜。屏蔽线的屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被该层导入大地。屏蔽线是为减少电磁场对电源或通信线路的影响而专门采用的一种带金属编织物外壳的导线,这种屏蔽线也有防止线路向外辐射电磁能的作用。屏蔽层接地时要注意:屏蔽层接地必须连接在控制单元的参考地(信号地:零电位的参考点,也是构成电路回路的公共段)上,车身地是不干净的地,如果将屏蔽线的地接在车身,那么就会降低甚至破坏屏蔽效果。
双绞屏蔽线是在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。屏蔽层可减少辐射, 防止信息泄露,也可阻止外部电磁干扰, 使用屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。屏蔽双绞线非常适用于频率低于100kHz的情况,当频率高于10Mbite时,由于屏蔽双绞线有较大的分布电容,损耗将大大增加,因此一般不宜用于较长距离信号传输(eg:CAN网络干线、分支长度有严格要求)。