汽车线束导线的选择

随着人们对汽车性能要求的提高，科技的高速发展，带来电子控制技术的普遍应用，汽车电线束变得越来越复杂。在汽车电线束的设计中，导线是通讯的主体，导线的选型需满足整车的电源传递、通讯和可靠性要求。在整车性能不断提升的同时，导线的选型设计也趋于精细化。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，保证汽车安全运行。本文主要通过对汽车电线束选型中需要重点考虑的几大因素进行讨论和分析，对具体的例子进行分析讨论，来实现选型分析研究与实际设计应用中比较好的融合。

汽车导线一般为以铜为导体的多芯电缆线，不同规格的导线对应的绝缘皮材料、铜丝结构及制作工艺不同。

2.1　导线种类

2.1.1　按照导线的用途来划分，汽车导线可以分为以下三类：

一是低压线。低压线是相对普遍的导线，在汽车电线束中占比最大。它的构造相对简单，就是电线外包一层绝缘层，能够广泛使用。

二是屏蔽线和双绞线。它主要应用于弱信号的电路，例如无线电天线以及点火信号线等。屏蔽线是由内部电线和屏蔽层组成，屏蔽层可以减少辐射、防止信息被窃听，也可以阻止外部电磁干扰的进入，具有更高的传输速率。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度互相缠绕在一起组成。对于不同的信号，双绞线的绞距数量不同，如CAN 线要求为30 绞、米。双绞线可防止外界电磁干扰，降低自身信号的对外干扰。

三是高压线。高压线造价相对较高，主要用于汽车发动机的点火系统当中。高压线表面也包裹了一层橡胶绝缘层，主要就是用于避免高压区域可能发生的电压泄漏的事故。

2.1.2　根据导线标准来划分，常用的导线种类有：

一是日标线，参照标准：JASO D608、D609、D611。日标导线的特点是导线的绝缘皮相对较薄，而且导线整体的柔韧性也相对较好。

二是国标线，参照标准：GB ／ T 8139。国标导线的特点是导线的延展性比较好，相对而言比较柔软，绝缘皮比起其他导线要厚。

三是德标线，参照标准：ISO 6722。德标导线和日标导线的性能相近，也是绝缘皮薄，柔韧性好。

四是美标线，参照标准：SAE J1128、SAE J1678、US 一 CAR-21。美标导线的特点是采用了热塑性或者是热固性的弹性体来做它的绝缘层，并且还通过辐射的方法对其进行了加工。

2.2　线色

随着汽车用电设备的增加，线束中导线的数量也越来越多，为了便于识别和检测，通常将导线采用不同的线色。

导线的颜色代号即为对应英文的首字母，例如黑的英文是Black，它的代号就是B，粉的英文是Pink，它的代号就是P。导线分为单色线和双色线。双色线中面积比例大的颜色为主色，面积比例小的为辅色。双色电线的标注，第一位为主色，第二位为辅助色。例如主色为红色，副主色为白色的导线标注为“RW”。

2.3　线径

线径指导线的标称截面。汽车用德标线中，导线线径一般有0.35、0.5、0.75、1.0、2.0 等。导线截面越大允许通过的电流也就越大。导线线径选取是否合理，关系到汽车安全以及成本，是导线选型中极其重要的一步。

导线的选择需根据回路中负载的类型、功率，以及导线的工作环境来选取线种、线色、线径。

3.1　线种选型

3.1.1　根据使用环境选择

导线种类的选取重点考虑线束所处的环境，确保行车的可靠性、安全性。例如发动机舱内和其他热源附近的线束应采用耐温不低于125℃的阻燃电线，其他部位的线束应采用耐温不低于105℃的阻燃电线。如果导线布线在底盘亦或是离地高度较小，或者抖动频率比较高的位置上，需要选用耐磨程度高抗震性能好的导线。如果湿度较高并且有机会接触到腐蚀性液体的话，要考虑选用绝缘层的抗腐蚀性能。车门窗区域的导线要求耐弯曲性较高，如AVSV 导线。底盘车轮附近泥水、沙石较多，这个区域导线要求耐腐蚀、耐磨擦。

表1 是部分规格导线可用的范围，在线束设计的时候，可以参考此表进行设计的参考。

3.1.2　根据用途选择

对于某些弱信号电路和易受干扰的信号电路，应选用双绞线或屏蔽线，防止其他信号的干扰，以此来提高通讯性能从而提高安全性能。弱信号的电路一般指爆震传感器、曲轴传感器、挂档位置传感器、选档位置传感器和离合控制器位置传感器等；易受干扰的信号电路一般指安全气囊电路、ABS 轮速传感器电路、CD 机上的扬声器和CAN 等。

3.2　线色选择

（1）导线颜色应根据标准QCT 414 里的要求进行选择。

（2）导线颜色时优先选用单色，再选择双色。

（3）汽车电器的搭铁线应用黑色电线，黑色电线除作搭铁线外，不做其他用途。传感器负极线、信号负极线用棕色或棕色为主色的导线。

（4）主电源线，如电瓶正极线、启动马达线要选用红色，其他电源线优先考虑红色、橙色、粉色。

（5）同一插件内的导线尽量选择不同颜色。

3.3　线径选型

线径选择是电线束导线选型中最重要的一步。选定导线种类后，可以参考电气参数需求进行导线截面选择及验验证。常用的选择方法有两种：

（1）理论计算法：根据用电设备额定电流及导线供应商提供的导线参数表，按照环境温度下导线额定载流量大于负载原则，初步选定线径。再按照导线烟化时间大于熔断器熔断时间来进行匹配校核。最小的发烟电流应大于135% 保险丝容量。假设选取的保险丝容量为5A（易熔），则最小发烟电流=5×135%=6.75A， 由发烟开始时间表可知选择线径为0.5 的导线时，发烟开始时间在1000s 以上。由易熔保险载流时间表可知，过载135% 时保险载流的最大持续时间为600s<1000s，说明该保险达到了保护线路的目的，可以选择0.5 的导线。反之则选择大一号的导线规格重新进行计算核对。

（2）试验数据快速选型法：分别进行保险热熔电流测试及电线承载电流-温升测试，根据试验结果总结导线与保险的匹配关系表。在线束设计中根据负载电流选择保险规格，根据保险规格对照表格快速初选线径，再根据负载电流校核线径是否满足要求。下文着重对试验数据快速选型法进行介绍。

因为导线本身具有阻抗，导线越长阻抗越大，当导线过长后，即使回路短路，电压由于被导线所分担，会导致短路电流过小而不能快速熔断保险丝。这点在慢熔保险与导线的匹配中尤为明显，因此在线束设计中要考虑导线的长度，进行慢熔保险热熔电流测试时，可选取几种常用的长度进行测试。在保险热熔电流测试及电线承载电流- 温升测试中，还需考虑多匝导线聚热对温升的影响，故应进行单匝及多匝导线通电试验。

（1）在车用电器回路中，保险起到保护导线的作用，在设计时可先选择保险，再选择导线。为方便快速根据保险选择匹配的导线线径，进行保险热熔电流测试，整理电线- 保险匹配关系表格，作为初选线径依据。

以日标AVSS 为例，表２为AVSS 导线与保险匹配关系表。根据表格，例如某回路的保险为20A 快熔保险，应选择1.25 AVSS 导线进行下步负载电流校核。

（2）校核所选用的导线线径是否能满足负载电流要求。根据电线承载电流- 温升测试，整理电线- 电流匹配关系表格，作为线径校核依据。

3.4　实例

洗涤回路导线线径的选择：洗涤回路共用刮水回路C 型保险15A，洗涤电机正常工作电流1.5A，洗涤回路接电机线径的快速选择步骤如下：

（1）根据表2 所示：15A 保险最小匹配线径：0.85mm²，初选导线为AVSS 0.85。

（2）根据表3 所示：0.85mm² 可承载电流7.5A>1.5A，校核后正极线径AVSS 0.85满足要求。

（3）选定洗涤回路接电机线径为0.85。

4.1　端子压接要求

若导线连接的插件为指定插件，导线选取应结合插件匹配的端子压接范围，护套孔位大小来选取。

4.2　共保险电源线

整车电路中，存在回路保险共用情况，共保险的负载电源线径应都满足保险的匹配。

4.3　导线电压降

传统车汽车电系属于低压供电，电线越长，截面越小，在它的末端得到的电压就越小。对于灯具这些对电压比较敏感的负载，还需校核导线的电压降，当电压降超出可接受范围时需增大导线截面来保证负载的工作电压。

以灯具为例，灯负载的最佳工作电压为24.0V-28V，线径选择过小时电压降较大，直接影响灯泡的亮度，反之线径选择过大时则有可能影响灯泡的寿命甚至烧坏灯泡。因此，针对灯具此类特殊的回路需要根据其工作电压统筹考虑其导线的线径。

4.4　平台化及可靠性

对于整车电线束，导线选型应平台化，在确认了前期市场没有出现质量问题之后，可延用原选型方案及供应商。

4.5　轻量化设计

由于现代汽车逐渐趋向于轻量化，因此在选用导线的时候也要把这一因素考虑进去。在同样性能要求的情况下，尽可能选用薄壁或者载流量相同而口径小的导线，这对汽车轻量化能够有一定的帮助。

4.6　成本优化

在满足汽车设计要求的前提下，可以通过优化线束布置以及选择相对实惠的在标准之上的线束，这样能满足设计的实惠性。当然，不能一昧从线束角度考虑成本问题，这是不科学的。

通过本文的分析，充分考虑了电线束导线选型的几大要素。文中介绍了一种导线快速选型方法，对于线束设计有一定的指导意义。但是在实际应用的过程当中，还可能存在各种各样意想不到的问题，只有通过不断的总结和积累，才能使电线束设计水平继续提高。