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概述

汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡主體，通過合理的設計布置、連接電源以及各種控制器、執(zhí)行器、顯示器等電氣設備，傳遞信號，使之實現(xiàn)功能。如某一功能回路出現(xiàn)故障，將導致相應電器功能失效，汽車線束是汽車關(guān)鍵系統(tǒng)之一。 

隨著人們對汽車性能要求的提高，汽車線束變得越來越復雜，導線選型合理可靠， 可有效節(jié)約線束綜合成本，降低線束的總體質(zhì)量，保證汽車功能安全運行。

低壓汽車導線按照標準不同主要分國標、日標、德標、 美標等4大系列。

參照標準如下。

1） 國標線纜參照標準：GB／T  8139。

2） 日標線纜參照標準：JASO D608、D609、D611。

3） 德標線纜參照標準：ISO 6722。

4） 美標線纜參照標準：SAE  J1128、 SAE  J1678、 US一 CAR-21。

導線選型設計流程見圖1。

圖1 導線選型設計流程圖

3.1   用電設備電流計算

整車用電設備參數(shù)收集后進行用電設備額定電流的計算：

用電設備電流＝(額定功率／標稱電壓）×(實際電壓／標稱電壓）

額定功率：用電設備的額定功率；

標稱電壓：通常指不接任何負載的電壓，一般為12V； 

實際電壓：實際加載在電氣設備上的電壓，一般取13.5V或14V。

3.2   熔斷器選取

熔斷器選型時，首先根據(jù)整車負載的類型選取相應類型的熔斷器，一般啟動電流較小或沖擊時間較短的電器負載以及阻性負載選用快熔型熔斷器，電流沖擊較大或沖擊時間較長的負載以及感性負載選用慢熔型熔斷器。

負載電流為穩(wěn)態(tài)電流時：I_f=I_n/負載特性系數(shù)×RR

式中 I_f ：熔斷器理想工作電流，I_n ：用電設備額定電流，負載特性系數(shù)一般取0.75，RR ：環(huán)境溫度折損系數(shù)，選取可參考圖2，T：熔斷器工作環(huán)境溫度。

圖2  環(huán)境溫度折損系數(shù)的選取

對于脈沖電流或浪涌電流需要根據(jù)負載I-T特性曲線計算I²t， 驗證熔斷器使用壽命滿足電氣設備的使用要求。熔斷器的廠家不同，計算方法不同。例如某廠家熔斷器計算方法中熔斷器的使用壽命依據(jù)相對I²t判斷， 即電流累計I²t和 熔斷器熔斷I²t的比值。選擇相對I²t小于且最接近30%的熔斷器，承載沖擊次數(shù)不少于105次。

3.3   導線選取

導線的選取分為導線種類和線徑的選取，一般先選導線種類再選導線的線徑。導線的種類選取通常參照以下內(nèi)容。

1）由于導線隨著環(huán)境溫度的升高其載流量會降低，導線選取時需根據(jù)線束的工作環(huán)境選取相應耐溫等級的導線，導線耐溫等級分8個溫度等級，參照ISO  6722。

2）高頻振動、工作環(huán)境惡劣、濕度大且易腐蝕部位導線，其耐振動性能、耐磨性能、耐腐蝕性能以及耐潮濕性能應滿足相關(guān)試驗要求。

3） 對于弱信號電路或易受干擾的信號電路，性能要求較高的如安全氣囊、ABS、 影音系統(tǒng)電路選用雙絞線或屏蔽線。

4）導線的顏色的選取參照QC /T  414 《汽車用低壓電線的顏色》相關(guān)要求。

導線線徑選取參照以下方法：

根據(jù)用電設備額定電流查找導線供應商提供的導線參數(shù)表（表1），查詢不同環(huán)境溫度下導線額定載流量選取導線的額定載流量大于負載原則， 初步選定線徑。

3.4  熔斷器、導線匹配校核

匹配原則：根據(jù)煙化時間——電流曲線和熔斷器熔斷時間——電流曲線對比驗證所選導線線徑是否與熔斷器匹配， 保證導線煙化時間——電流曲線位于熔斷器熔斷時間——電流曲線上方且無交叉， 即導線的發(fā)煙時間大于熔斷器的熔斷時間，如圖3 所示。

表1  不同環(huán)境溫度下的電線載流量最大值（A）

圖3  熔斷器、導線匹配校核

若導線的發(fā)煙曲線位于熔斷器的熔斷曲線上方，說明熔斷器的熔斷時間小于導線的發(fā)煙時間，兩者匹配。若兩條曲線有交叉或?qū)Ь€的發(fā)煙曲線位于熔斷器熔斷曲線下方，說明在某種工況條件下，熔斷器的熔斷時間大于導線的發(fā)煙時間，導線與熔斷器匹配不良，存在燒蝕風險，需重新調(diào)整線徑。

為了驗證過程簡單化，通常取短時間熔斷電流和長時間熔斷電流驗證。計算公式：

l_z=l_f×N×[1-0.15%×（T-23℃）]

式中l(wèi)_z：熔斷器熔斷電流 l_f：熔斷器額定電流。

對于快熔熔斷器，短時間熔斷電流為額定電流的200%，N=200%；長時間熔斷電流為額定電流的135%，N=135%。對于慢熔熔斷器，短時間熔斷電流為額定電流的600%，N= 600%；長時間熔斷電流為額定電流的200%，N=200%。通過以上計算驗證熔斷器熔斷電流是否小于導線發(fā)煙電流，如果不滿足需重新選擇導線。

3.5   導線長度壓降校核

用電設備參數(shù)表中對回路線阻、壓降有嚴格要求的，需對整個回路進行壓降校核。公式：

U₁=R₁×負載電流×回路長度

式中U₁：導線回路實際壓降；R₁：工作環(huán)境溫度下導線單位長度阻值（表1）。

計算出回路壓降≤回路允許壓降，如不滿足，需重新導線選型。

綜上介紹導線選型方法，導線選型在汽車原理設計中至關(guān)重要，每個回路都需準確計算、校核，才能實現(xiàn)線束安全性，輕量化設計。