商用车底盘线束布置模块化设计探索

原创线束中国 2024-09-19 09:44

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【摘要】通过将商用车底盘线束按照整车结构、区域进行合理划分，对同区域线束布置方案进行精细化设计，对模块化线束3D文件进行建库管理，将整根主线束的三维布置设计工作拆分为各个基础线束模块的设计及拼接工作，有效减少线束结构种类，提升设计效率，降低管理成本，提升整车线束布置可靠性。

近年来，随着商用车行业法规升级，车辆智能化水平提升，整车电器功能配置及用户的多元化、定制化需求不断增加，各商用车主机厂整车线束设计难度及零部件种类呈现井喷式增长。另外，商用车的小批量、订单式生产模式，给整车底盘线束布置设计带来极大挑战，需要进行设计流程和管理模式的创新。

1 传统线束布置设计方案

传统商用车线束布置设计采用“一车一线”，整车底盘线束由1或2根主线束组成，按此方式开展线束布置设计存在如下弊端。

1）由于底盘主线束覆盖整车底盘电器所有功能，根据整车配置、功能、布置等变化不同，需对每款车型设计专用的3D底盘线束，线束布置设计工作量大。

2）由于不同车型底盘布置及配置种类繁多，因此线束零部件种类及数量庞大，按照线束零部件号对线束布置3D数据进行设计和管理，设计变更效率低。

3）各子系统线束布置方案及3D设计文件存放于设计人员各自电脑中，导致设计方案无法实现共享，整车主线束设计状态多，且存在重复工作。

在此情况下，实施线束布置模块化设计已成为解决该问题的有效途径和方法。

2 线束布置模块化设计方案

2.1 商用车底盘线束模块划分

线束布置模块化设计按照整车布置特点、功能区域、电器配置等进行区域上的模块划分，对每一个线束模块进行深入的精细化3D设计，以达到同一区域模块布置方案不同时，线束布置方案尽量兼容，状态尽量可控。在诸多的线束布置方案中寻求最优的一个或几个具备兼容性的布置方案，将该方案固化成对应的线束模块，在进行整车线束布置设计时只需根据整车的布置及配置情况，选取各个区域中合适的线束模块，将各个模块进行拼接和连接，便可快速完成整车线束3D布置设计。

根据商用车底盘布置特点，可将整车底盘线束布置模块划分为11个基础线束模块，分别是：车架右前端线束模块、驾驶室后悬线束模块、发动机本体线束模块、变速器线束模块、尿素箱线束模块、SCR箱线束模块、蓄电池线束模块、第一横梁线束模块、侧标志灯线束模块、后桥线束模块、尾灯线束模块。某商用车底盘线束布置模块划分情况如图1所示。

2.2 商用车底盘线束布置模块化设计流程

2.2.1 模块化线束3D设计流程

线束模块的划分除上述基础线束模块以外，还应根据不同基础线束模块的结构组成、布置特点及变化规则，继续往下一级展开子系统细分线束模块的设计和管理。以某重卡车型方案复用率较高的子系统电磁阀区域处线束布置为例，进行线束布置模块化设计具体操作流程的说明，如图2所示。

基于上述模块化设计，在完成所有子系统线束布置模块设计及模块库文件后，便可以进行基础线束3D模块的组装和建库工作，如电磁阀区域处线束模块属于基础模块中的车架右前端线束模块下的一部分。当完成所有基础线束3D模块的建库工作后，在整车线束布置设计过程中只需绘制主干线束3D，然后调用各基础模块，用主干线连接各个模块即可快速高效地完成整车底盘线束3D设计。

整车线束布置模块化3D示意如图3所示。

2.2.2 模块化线束3D选用及维护流程

在线束模块化设计库建立完成后，对线束模块的选用以及设计库的维护应按图4执行。线束模块化设计必须要以设计库文件的滚动更新为基础，由于整车配置、布置等状态切换和变更频繁，若不及时进行线束3D库的更新维护将导致线束模块化无法达到预期效果。

3 线束布置模块化设计的优势

与传统的线束布置设计方式相比，线束布置模块化设计具有以下优势。

1） 减少线束种类：通过对整车底盘某区域或系统布置状态及布置方案的梳理，优化线束布置，形成兼容方案，以减少该区域或系统的线束布置结构种类，可避免人为因素导致的同区域线束长度、固定方案、设计思路不一致的情况出现，减少整车线束品种。

2） 提升设计效率：实施线束布置模块化后，进行整车线束设计时，只需调用各个线束模块，然后将各个模块之间进行连接即可，无论进行3D线束布置设计，还是2D线束图纸设计，都极大提升了设计效率。

3） 提升线束布置可靠性： 通过对特定区域和模块的线束布置方案进行深入研究，进行精细化的线束布置设计与试装验证，形成成熟的线束布置模块化方案，有利于提升整车线束可靠性。

4 线束布置模块化设计发展趋势和扩展应用

1） 线束布置集成化设计。在上述模块化方案实施稳定后，将进入线束布置模块化设计的下一个阶段，即线束布置集成化设计，按照线束布置模块的划分原则，从物理结构上将各线束模块与主干线束在合理部位进行打断，在断点处使用连接器进行对接，从而实现底盘主线束减品种，将各子系统的变化控制到模块化集成线束中，降低各子系统变化对整车主线束的影响。在实施线束布置集成化设计过程中，需特别关注模块化线束与底盘主线束对接连接器的接口定义及布置方案。线束布置集成化设计将成为线束布置模块化实施之后的研究重点与发展趋势。

2） 线束2D图纸模块化设计。目前的线束图纸需要在主线束图纸上展示线束零部件的所有原理、结构信息，图纸绘制及更改工作量大，重复性工作多。结合线束布置模块的划分，可实施线束2D图纸模块化设计，制定线束2D图纸模块化设计规范，设计蓄电池、尿素箱、发动机等区域模块化线束图样，简化底盘主线束的图纸内容，对各模块化图样进行编号和管理，在主线束图纸设计时直接进行编号的调用和关联，可大幅提高设计效率。

3） 自动化线束布置设计。在实现相关的线束布置3D及2D图样库建立后，便可以探索线束布置及线束图纸自动化设计，通过计算机编程开发定制程序，根据设计任务联系单中的布置、配置描述提取和选用库文件中对应的线束模块文件，自动化完成线束3D和2D图纸的设计工作。

5 总结

本文为重型汽车底盘线束布置模块化设计提供了一些新的流程及方案，旨在解决目前商用车生产企业小批量订单式生产模式下线束设计及管理上存在的问题，以减少线束种类，提升设计效率，控制设计状态，节约管理成本，提升线束可靠性。

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