摘要：随着人们生活水平的不断提高，汽车也越来越成为人们生产和生活中所必不可少的一项工具，在人们对于汽车的选择上，往往都会将汽车的安全性、实用性以及油耗性等作为首要的考虑要素。为了更好的将上述功能符合人们的需要标准，促使了电气系统设计成为了现代汽车研发设计上的重点，而在电气系统中作为其主体控制部分，汽车线束在传输电力和电信号上占有者十分关键位置，成为影响汽车整体电力系统正常运转的最为关键的环节。可靠性作为当前衡量产品的重要的质量标准，越来越为各工程技术领域所重视，特别是对于汽车电线束系统来说，由上千个零部件和数公里的导线，每个零件的可靠性直接决定着整个系统能否可靠的工作，所以设计、制造、运储和使用中都要体现出可靠的性要求。本文分析了汽车线束系统设计及可靠性。
关键词：汽车线束；系统设计；可靠性；
随着汽车技术的高速发展，汽车自动化、智能化程度的逐步提高，作为连接汽车各种电器设备神经网络的整车线束，也越来越复杂，对可靠性也提出了更高的要求，同时企业经营成本的新增，线束成本压力也越来越大。
一、汽车线束系统设计
线束系统简单的来讲是指，在汽车线路中，对于所有的线路主体，负责汽车中信号和动力传输的过程。
线束主要有导线、端子和连接器(包括基座、端子、锁紧块和密封件)、波纹管和胶带等保护附件，有的还有保险片（熔断器）和继电器等电器附件等组成。随着科学技术的飞速发展, 汽车装备日趋完善，越来越多的电器、电子产品应用在汽车上，使汽车的性能得到了飞跃式的发展。发动机的控制、电子变速装置、电子安全装置以及灯光、音像和空调系统，使汽车无论在经济性、安全性还是舒适性上都有了很大的提高。在汽车线束的设计中，最根本的要求就是：安全可靠、装拆方便、节约材料、节省空间和布局美观。但是随着大量电气设施的应用，造成但车内空间却越来越小，布线的难度越来越大，整车电路的可靠性越来越低。因此，如何提高汽车线束的综合性能设计便成为摆在汽车电气设计人员的面前的重要课题。
1.汽车线束设计原则与流程。在汽车电路设计中，必须遵循一定的原则。在选择导线的时候，应当选择符合颜色的导线，避免识别错误。同时，要选择适宜的横截面积，并且在此基础上要求导线以最短的方式进行连接，将导线安装在接插件的两侧，来进行整体汽车线束设计。这是线束设计的基本原则。在遵循相关基本原则的基础上，进行汽车线束的基本设计。其基本流程主要为，首先确定整体汽车的电气性能，在熟悉之后，绘制电气原理图，在原理图中对汽车线束进行主要的设计，在设计汽车线束时应注意导线的选取，端子和连接件的选取。在汽车线束大概设计之后，进行汽车的可靠性检查和试验。如果检查合格，就进一步绘制汽车线束图，然后依据汽车线束图进行汽车线束工艺设计，并进一步投放到汽车线束生产中。如果检查不合格，就要重新设计汽车线束，设计完成后进一步进行可靠性的检查和试验。
2.熔断器与车用导线选择。熔断器和车用导线作为线束设计中的主体部分，需要选择合适的原材料进行设计。熔断器简单的来说，是一种电流保护装置，它的工作原理类似于我们经常用的保险丝。当流通过的电流大于其设定的最大电流值时，就会发热引起较高的问题，进而引起熔体融化从而保护电器的作用。现在一般来说，熔断器可以分为板型熔断器和大电流的熔断器。对于车用导线来说，大多数的车用导线是采用了车用薄壁的低压电线或者是车用乙烯树脂绝缘的低压电线。而目前随着汽车车载功能越来越多，搭载的电子装置越来越复杂，使得使用车用薄壁低压电线越来越多。那么，车用薄壁低压电线本身耐热性和散热性一般，如果频繁使用的话，需要选用耐热性和散热性强的材料，一般来说，车用交链聚乙烯耐热低压电线和交链乙烯树脂耐热低压电线使用的较为广泛。
二、汽车线束的可靠性研究
电子系统的使用不可避免的使汽车电路越来越复杂，使用的线路和元器件越来越多。提高了线路的设计、维修的难度和线束的复杂程度，降低了整个电器电子系统的可靠性，如何解决这一矛盾也成为汽车技术发展的一个重要课题。
1.回路设计可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆汽车各个回路的可靠性是整车电气系统可靠性的基础，因为汽车电气系统就是由一个个电气回路组成，所以设计回路时必须考虑可靠性的要求。在车辆的线束中，应将以并联的形式连接的各个回路当作一个串联线路，只有保证全部线束回路都是正常时，电气系统才能正常工作。在车辆电气系统中，通常需要多个总成、回路参与才能完成一项功能，如倒车指示灯就要电源、电源保险、倒车灯、倒车灯开关、仪表、ECU控制单元和继电器等的参与，若它们当中的一个总成出现故障，倒车指示灯就不能正常工作。在一根线束总成中，每个回路的可靠性都关系到整个总成甚至整个汽车电气系统的可靠性。由此可得出——减少回路数可以降低故障率。在整车系统中减少连接点和搭铁，如将多根回路共用搭铁，以减少连接点，这样也可有效地提高整车电气系统的可靠性，但要根据具体情况对待，如将信号接地与大电流及电机接地分开，用以减少反电动势对信号的干扰，以确保信号读取准确。应根据车辆不同系统的可靠性要求进行区别，确定整车系统中各个部分的可靠性分配，有区别的加以不同的设计，以便有效的降低成本。
2.端子和连接器可靠性。端子和连接器是决定系统可靠性的重要内容，也是整个线束的重要组成部分。分析了端子和连接器的主要故障模式和失效形式之后，可采取以下措施来提高端子和连接器设计的可靠性：一是选择合适的接插件。接插件的选择不仅要考虑连接电路的类型和数量，还要有利于设备的组成。如圆形连接器受气候和机械因素的影响比矩形连接器小，并且机械磨损较小，与导线或电缆的端接可靠，所以尽可能地选择圆形连接器。二是连接器中接触件数量越多，系统的可靠性越低，所以在空间、重量允许的情况下，尽量选择接触件数量较少的连接器。三是选用连接器时，应考虑设备的工作条件。这是因为连接器的总负载电流和最大工作电流往往是根据在周围环境的最高温度条件下工作时所允许的热量来确定的。同时，为降低连接器的工作温度，应充分考虑连接器的散热条件，如可使用距连接器中心较远的接触件来连接电源，这样就更利于散热。四是当插件在有腐蚀性气、液体环境中工作时，为防腐蚀，在安装时应注意尽可能从侧面水平安装，当条件需要而垂直安装时，应防止水顺着引线流入接插件，一般使用防水插接件。
3.线束保护设计可靠性。车辆上线束的工作环境是十分恶劣的，腐蚀性气、液体的存在，潮湿、高温、振动以及与其他部件的摩擦和碰撞，容易出现绝缘体磨损、接头松动、导线腐蚀等现象，进而导致断路、短路。所以要想让线束能够安全可靠的工作，就应做好线路的保护设计，也即是要做好线束的包扎和固定。整车线束都应有防腐、防潮的保护措施，尤其是发动机舱的线束和插接件，应由耐腐蚀、耐高温、密封性好的保护材料进行包扎；其它部位的线束在采取保护措施后应置于稍微隐蔽的位置，并用线夹固定在车上，防止车辆振动对其造成不利影响；线孔处必须做好保护，如翻边设计，以防线束穿过时对线束摩擦而造成绝缘层破损。为了提高保护设计可靠性，在装配前对包扎材料应进行环境筛选试验，避免不合格的产品进入下一环节；还应在设计选型时针对不同部位的环境应力，对不同包装材料进行加速寿命试验，以选出综合性能最好的一种。
4 .合理确定线路的设计长度。通常汽车上根据用电器在车身上的实际布置位置来确定电线束的各部分的长度，并且所有由线束经过的地方都有固定的扎带或孔位来将线束固定。所以线束可靠性受线束总成上各分支的尺寸的影响也较大。线束如果过长，不仅浪费了空间和材料，也容易导致在车辆行驶过程中因与其它部件的接触而产生摩擦，加速了线束的磨损，进而引起短路等问题；如果线束过短，会增加其支配的难度，甚至无法装配，有时线束在只短一点点的情况下，操作人员以为用力将线绷紧就行了，但这实际上给线束的安全留下了非常大的隐患，容易造成单配点、端子处的松脱，端子从护套中松脱，连接不可靠等现象。因此，线束的设计长度一定要比实际长度稍有富余，一般适宜的冗余量为3～5%。
提高产品的可靠性是一个复杂的工作，要想切实提高可靠性，就应在产品的设计、制作、装配、运输和使用等各个环节贯彻可靠性要求。设计是提高产品可靠性的第一个环节，所以应严格在设计中体现可靠性的要求，为后面的制作和生产等各个环节打好基础，真正有效地提高产品的可靠性。
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论文作者:李晶
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/25
标签：线束论文; 汽车论文; 可靠性论文; 导线论文; 连接器论文; 系统论文; 回路论文; 《基层建设》2017年第9期论文;