汽车线束优化探

2019-04-25 06:38:13| 来源：admin| 浏览量：1390

　　不管是设计一款新车型，还是在原有车辆基础上进行电气设备的增加，一般都会涉及线束的增加或优化。

　　首先我们要明白，汽车电气设备的特点是：低压直流，单线制，负极搭铁。当然，能进行汽车线束优化设计的，都是一些对电气和汽车相当专业的人员进行了，市场上的汽车装饰美容店，大多都是能用就是正常，保险跳了、线束烧了、设备冒烟了就换种接法，换个设备。这不算是专业，当然也不是瞎搞，算是业余的专业人士了。
汽车线束优化探

　　我们本次主要探究线束的排布和线束的线径选择优化，在实现功能的基础上，如何做到稳定、节省材料、便于安装等。这里就不以实车线束来探究了，我们选择几个元件和相对位置进行。因为不管是造车还是改装，若是从功能实现上来说，只要有开关、电源、导线、负载，再确定各自的相互位置，使用导线将元件依据规则进行连接即可。我们假设需要增加两个灯泡，同时需要两个开关分开控制。材料如下。　　

　　元件如下

电源	电压12-14V	电池容量90Ah
开关S1、S2	电压250VAC/DC	电流15A
灯L1	电压14V	功率5W
灯L2	电压14V	功率21W
导线	电压500VAC	材质多芯铜

　　依据上表及，绘制电路线束简图。连接线加工

　　从图中可以看出，总共使用导线34.4米，且不论成本等因素，这么布线，功能实现上肯定是没有问题的。这也是大多数业余人员或者修理厂增加线束时的操作方法，不管什么电压电流功率，感觉上可靠就这么用，布线上也是直来直去，当然，大多数时候，采用的导线都是比较粗的，所以很少出现过载烧坏的情况，新闻上所出现的哪些，属于极少数接线不当或功率过大导致的线束过热，造成车辆起火。这就要求我们在设计线束时，不能仅仅考虑功能的实现，还应考虑现实环境的其他因素，尤其是电流和温度，当然也不能因为怕起火，就能粗就粗，这么做，除了显示出设计人员的水平很菜，还表现出对车辆成本把控的失控。对线束不了解，后期再在线束上增加部件或更换新元件，就更加手足无措。为车辆的安全埋下隐患。

　　布线大致走线有了，接着就是对走线位置方向一致的，功能相同的进行合并，减少线束中线的数量，节约成本的同时，增加稳定性，从图中可以看出，正极供电线一部分出现了重合，接地线也有一部分重合了。一但涉及到并线，就需要考虑原有线束的电流了，以确定新线需要多大的直径，合适的同时防止过载。接下来计算下L1、L2的电流大小。灯泡为纯阻性负载，P=IU，电路中若有其他元件，如感性负载，请注意参看负载铭牌。

　　L1：

　　当电压为14V时，I1=5W/14V=0.357A。

　　L2：

　　当电压为14V时，I2=21W/14V=1.500A。

　　考虑到蓄电池供电的情况，会出现12V供电，计算当电压为12V时，L1、L2的电流。

　　R1=142/5=39.2欧姆，

　　R2=142/21=9.3欧姆。

　　I1’=12/39.2=0.306A，

　　I2’=12/9.3=1.286A。

　　电压下降时，电流也变小了，此处我们只考虑电流最大的情况，则各线束上的电流为：

　　001A-002-000A电流为0.357A

　　001B-003-000B电流为1.500A

　　001、000电流为1.875A

　　接下来我们需要对线束的线径做下优化，电流知道了，那么电线到底会不会超载，需要一个具体的量去衡量，而不是靠感觉和经验。

　　在铜线中，截面积2.5平方毫米以下的，载流量一般取导线截面积的9倍。

　　同样不是所有线径都可以用的，行业对铜线有相应的规则，就像我们取用电阻一样，你要使用一个1.1K的电阻，就得1K加100欧的方式，铜线的截面积也有相应的规则，除非你定制，考虑成本，使用标准就可以。

截面积mm2	0.5	0.75	1.0	1.5	2.0
电流A	4.5	6.75	9	13.5	18

　　这些电流都是经常使用时的载流量，实际可以短时间超载。依据载流量，选择导线后，电路图优化如下图4，因为汽车均是单线制，车身属于钢铁金属结构，作为电源系统的负极，所以负载可以选择就近搭铁。

　　至此，线束满足了基本供电需求，同时线束也完成了优化，但是实际使用中，还应考虑使用环境的温度变化、线束承受的拉力、线束的走向及布置形式、环境的湿度、周围电磁场的影响等，为了避免这些因素的作用，在一般负载线路中，会留有1倍到1.5倍的余量，避免线束发热或其他异常。

　　此处按1.5倍余量进行。

　　001A-002-000A电流为0.8925A，

　　001B-003-000B电流为3.75A，

　　001、000电流为4.6875A，

　　线束也不能与之前匹配了，重新优化线束后

　　001A-002-000A电流为0.8925A，线径0.5，长度11米

　　001B-003-000B电流为3.75A，线径1.0，长度8.2米

　　001电流为4.6875A，线径1.0，长度2.3米

　　000电流为4.6875A，线径1.0，长度0.1米

　　原理上，已经结束，接着就是需要测绘线束的线束图了，这包含了使用什么样的插件，使用什么线束包覆材料，使用什么样的接头等等，还有工艺要求等。这些相关的规定组合到一起，才会组成一根线束的成品，最后制造完成，进行电气导通测试即可算是合格了。