技術(shù) | 汽車低壓線束導(dǎo)線選型設(shè)計

　　編者按

　　電線是傳輸電信號和電流的載體，導(dǎo)線選型涉及到車輛電器件的正常運(yùn)行和安全，本文詳細(xì)對汽車低壓線束導(dǎo)線選型進(jìn)行說明，包括導(dǎo)線種類和線徑的選取，熔斷器型號和容量選取方法，熔斷器和導(dǎo)線的匹配校核，導(dǎo)線的壓降校核等，為整車線束前期開發(fā)提供支持。

　　1概述

　　汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，通過合理的設(shè)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(shè)備，傳遞信號，使之實(shí)現(xiàn)功能。如某一功能回路出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致相應(yīng)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(fù)雜，導(dǎo)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(yùn)行。

　　2導(dǎo)線的分類

　　低壓汽車導(dǎo)線按照標(biāo)準(zhǔn)不同主要分國標(biāo)、日標(biāo)、德標(biāo)、美標(biāo)等4大系列。

　　參照標(biāo)準(zhǔn)如下。

　　1）國標(biāo)線纜參照標(biāo)準(zhǔn)：GB／T8139。

　　2）日標(biāo)線纜參照標(biāo)準(zhǔn)：JASOD608、D609、D611。

　　3）德標(biāo)線纜參照標(biāo)準(zhǔn)：ISO6722。

　　4）美標(biāo)線纜參照標(biāo)準(zhǔn)：SAEJ1128、SAEJ1678、US—CAR-21。

　　3導(dǎo)線選型設(shè)計

　　導(dǎo)線選型設(shè)計流程見圖1。

　　3.1用電設(shè)備電流計算

　　整車用電設(shè)備參數(shù)收集后進(jìn)行用電設(shè)備額定電流的計算：

　　用電設(shè)備電流＝(額定功率/標(biāo)稱電壓）×(實(shí)際電壓/標(biāo)稱電壓），

　　額定功率：用電設(shè)備的額定功率

　　標(biāo)稱電壓：通常指不接任何負(fù)載的電壓，一般為12V

　　實(shí)際電壓：實(shí)際加載在電氣設(shè)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(fù)載的類型選取相應(yīng)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(fù)載以及阻性負(fù)載選用快熔型熔斷器，電流沖擊較大或沖擊時間較長的負(fù)載以及感性負(fù)載選用慢熔型熔斷器。

　　1）負(fù)載電流為穩(wěn)態(tài)電流時

　　If=In/負(fù)載特性系數(shù)×RR（1）

　　式中If——熔斷器理想工作電流；In——用電設(shè)備額定電流；負(fù)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。

　　2）對于脈沖電流或浪涌電流：需要根據(jù)負(fù)載I-T特性由線計算I2t，驗(yàn)證熔斷器使用壽命滿足電氣設(shè)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*接近30%的熔斷器，承載沖擊次數(shù)不少于105次。

　　3.3導(dǎo)線選取

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

　　1）由于導(dǎo)線隨著環(huán)境溫度的升高其載流量會降低，導(dǎo)線選取時需根據(jù)線束的工作環(huán)境選取相應(yīng)耐溫等級的導(dǎo)線，導(dǎo)線耐溫等級分8個溫度等級，參照ISO6722。

　　2）高頻振動、工作環(huán)境惡劣、濕度大且易腐蝕部位導(dǎo)線，其耐振動性能、耐磨性能、耐腐蝕性能以及耐潮濕性能應(yīng)滿足相關(guān)試驗(yàn)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(dǎo)線的顏色的選取參照QC/T414《汽車用低壓電線的顏色》相關(guān)要求。

　　導(dǎo)線線徑選取參照以下方法。

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

　　3.4熔斷器、導(dǎo)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(yàn)證所選導(dǎo)線線徑是否與熔斷器匹配，保證導(dǎo)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(dǎo)線的發(fā)煙時間大于熔斷器的熔斷時間，如圖3所示。

　　若導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線的發(fā)煙時間，導(dǎo)線與熔斷器匹配不良，存在燒蝕風(fēng)險，需重新調(diào)整線徑。

　　為了驗(yàn)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(yàn)證。計算公式：

　　Iz=If×N×[1-0.15%×（T-23℃）](2)

　　式中Iz－熔斷器熔斷電流；If－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(yàn)證熔斷器熔斷電流是否小于導(dǎo)線發(fā)煙電流，如果不滿足需重新選擇導(dǎo)線。

　　3.5導(dǎo)線長度壓降校核

　　用電設(shè)備參數(shù)表中對回路線阻、壓降有嚴(yán)恪要求的，需對整個回路進(jìn)行壓降校核。

　　公式：U1=R1×負(fù)載電流×回路長度(3)

　　式中U1－導(dǎo)線回路實(shí)際壓降；R1－工作環(huán)境溫度下導(dǎo)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(dǎo)線選型。

　　綜上介紹導(dǎo)線選型方法，導(dǎo)線選型在汽車原理設(shè)計中至關(guān)重要，每個回路都需準(zhǔn)確計算、校核，才能實(shí)現(xiàn)線束安全性，輕量化設(shè)計。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]趙國霖，范家通，王釗.汽車線束與保險絲的計算及匹配[J].機(jī)電技術(shù)，2012，35(1):113-118.

　　[2]GB/T31465.2-2015，道路車輛熔斷器第2部分：用戶指南[S].

　　本文轉(zhuǎn)載自《汽車電器》2019年12期，作者：匡小軍，唐香蕉，李洪波，王勇，常盛。

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