近年来,汽车的轻量化成为人们的研究热点也成了现在研究的一种方向,本文对汽车线束导线的发展趋势、选型以及整车线束各种布置方式对整车轻量化的影响进行了简要分析,并对线束未来轻量化发展趋势进行了展望。
线束轻量化
线束作为汽车总成一个必不可少的组成部分,整车线束的重量也约占整车重量的5%左右。作为整车线束最主要的组成部分-导线,它的选型及发展趋势对线束的轻量化起着举足轻重的作用。
目前铝材料在高压导体和汽车用低压导线领域已成为铜的主要对手,虽然铝在导电率和安全性能上微逊于铜,但是随着铜价高涨以及铝线的推广和技术的进步,线束也开始逐步采用铝线。铝导线推广也是成为今后汽车用导线发展的一种趋势。
现大部分汽车用导线因为考虑到导线的机械强度方面的问题,一般最小截面积都选择为0.5mm2。但从目前对日欧车系的线束导线进行分析,部分车型已开始使用0.35mm2的导线,采用0.35mm2的导线替代0.5mm2的导线,在同等单位长度上将节约30%的重量。
从导线的总成结构来分析,0.35mm2的导线在外绝缘层及导线的芯线直径上均能满足线束的机械性能的要求。
2、导线截面积选择时考虑轻量化
线束用导线的外绝缘层也在不断的进行技术革新,使得电线的重量减轻、性能提高。目前国内外的按导线线皮分,有厚皮线、屏蔽线、同轴线、高温硬皮线、薄皮线等等。在一些信号保真率要求比较高的电子设备方面,电子设备的供应商通常要求一些性能卓越的屏蔽线来进行信号传输,其要求通常是大大的超过了实际的需求,所以从价格,成本上方面去考虑,我们也可以适当的用性能一样优越的导线更换屏蔽线之类的质量重、价格高的导线,比如CAN总线,在CAN总线的物理层定义里面,有两种导线可以选择: 屏蔽线以及双绞线,如果CAN系统提出,要求使用屏蔽线, CAN总线涉及全车ECU,由于其总线节点分支也比较多,该部分的屏蔽导线引起的重量也是明显的,但根据实际状况,国内外开发的CAN系统均采用0.35平方的双绞线来进行信号传输,并完全能保证信号传输的保真性。
线束布置时的轻量化考虑
从布置的轻量化的角度来考虑,线束的整体式的会比较有优势,整体式的线束将通常所使用的单段的仪表板仪表、底板线束,顶棚线束以及发动机舱线束都整合在一起,中间节约了仪表板线束与底板线束的连接、仪表板线束与发动机舱线束的连接、仪表板线束与顶棚线束连接的接插件,同时也节约了连接件的相关支架。
1、底板线束布置对轻量化的影响底板线束的布置上还可以分为H型布置、h型布置、 E型布置等各种不同的布置,每种布置对线束的轻量化也是有一定的影响,根据线束的布置形式的字母看出布置大致的形状,而且这些布置均在车身地板上,车身地板上的这些线束的连接件以及固定支架的重量对线束来说也是很客观的。以下描述了的各个布置对整车轻量化影响。
H型布置的是线束布置中较好的一种布置方式,因为H型的线束布置型式照顾到整车用电器所涉及的全部范围,而且由于这样的布置方式和仪表板线束两端都进行了连接,对接接插件的空间预留量很大,但是在轻量化的方面有一些局限性的。
H型的布置方式使用底板线束和仪表板线束只留一个接口,其线束两端接口集成为一个,线束与地板对接处的集成度高,空间预留紧凑,能一定程度地减轻地板线束重量,但如果对设计前期定义比较好,未来改动不大的情况下去考虑这种方式比较好。
2、机舱线束布置对轻量化的影响
发动机舱线束的布置也分H型布置,C型布置,F型型布置。由于机舱保险丝、继电器盒一般来说是集成在发动机舱线束上的,
C型的布置形式在轻量化上也是比较好的,C型的布置在前围板上只开一个孔,同时仅采用一个保险丝、继电器盒的设计,在发动机舱右边的电器件不多的情况下,C型的布置比较合理,同时节省一定的线束部件及导线长度。
目前最流行为F型的布置方式,即发动机舱线束一条分支从发动机舱前围板上通过,一条是从发动机舱左边向前布置过去,将所有的电器设备串联起来。这样的方式布置合理,但从制作的线束重量来说是适中的一种方案。
汽车线束轻量化的发展趋势
目前,CAN数据总线的广泛应用,使线束的接线更简化、结构更紧凑, 既可减轻重量, 又能降低成本,因此也成为线束轻量化的一种发展趋势。
线束的技术在不断的发展,随着市场的需求越来越高,线束的轻量化也是势在必行,上述内容探讨了线束在轻量化方面的一些趋势以及总体布置对线束轻量化的影响,对轻量化的研究和技术研究也是无止境的。