电动汽车线束系统降本设计研究张金军

电动汽车线束系统降本设计研究张金军
发布时间：2021-08-06T03:50:39.920Z 来源：《防护工程》2021年11期作者：张金军
[导读] 随着电动汽车行业的高速发展，造车新势力的入场，电动汽车车型的丰富，汽车厂商的价格竞争也越来越激烈。

为了提高产品的竞争力，汽车厂商都在积极寻找着降本方案。

奇瑞新能源汽车股份有限公司安徽省芜湖市 241000
摘要：近年，随着造车新势力的加入，电动汽车市场发展迅速，相互竞争越来越多，成本压力越来越大。

在电动汽车众多的零部件中，汽车线束占了比较客观的比重，且位置比较明显，容易让人们在线束上寻找降本方案。

在汽车线路的产品设计方面，科学的原理设计、合理的布置方案能够有效的减少线束的回路数量，降低线束的生产成本。

本文主要从线束原理、线束布置、通用化、连接器选型等方面，提出一些降低线束成本的方法，供线束设计人员参考。

关键词：线束降本；线束成本优化
前言
随着电动汽车行业的高速发展，造车新势力的入场，电动汽车车型的丰富，汽车厂商的价格竞争也越来越激烈。

为了提高产品的竞争力，汽车厂商都在积极寻找着降本方案。

汽车线束作为整车的一个成本相对较高的汽车部件，很多汽车厂商都在汽车线束上寻找降本方案。

本文从自己多年的设计经验出发，提出一些汽车线束降低成本的方法。

一、线束原理设计
汽车线束的原理设计是汽车线束设计的初始阶段，也是汽车线束最重要的设计环节。

合理的原理设计不仅能提高汽车线束的安全性，也能极大的降低线束的成本。

从节约成本的角度考虑原理设计应从以下几个方面考虑。

1、线径的选择
导线是构成汽车线束在重要组成部分，线径的粗细在原理设计的时候应该充分考虑，不同粗细的线径成本相差极大，所以选择线径时必须详细计算，根据电流的大小、负载的类型、所处位置合理的选择线径。

例如，DCDC的负载电流很大，目前使用较多的是25平方线径较多，也有使用16平方导线的，两者价格相差很大，所以准确的负载大小对线径的选择很重要。

导线线径的选择不仅要充分考虑负载用电器的额定工作电流的大小，还要考虑到负载特性、环境温度、工作时间的长短，各种因素考虑全面才能准确的计算出负载选用的保险的大小以及导线的粗细。

2、电源分配的就近设计
汽车线束中每个部件都有都有电源线，有B+电源、ACC电源、ON电源，可以说电源线占了汽车线束的很重要部分。

我们做电源分配时，应该在充分考虑安全性的情况下，将在同一个区域的电器件的电源分配在相同的保险丝下面。

同时电器盒的分布选择也很重要，在前舱部件多的时候多从前舱电器和取电，当仪表部件多的时候就要多考虑从仪表电器盒取电
例如电动汽车的压缩机、充电机等部件，通常布置在前舱里面，那么这些部件的取电从前舱电器盒取就比较方便。

但是像网关、EPB 模块等部件，这些部件如果布置在仪表台附近，那么从仪表电器盒取电就比较方便。

所以合理的电源分配可以节省线束的回路数量及长度，降低线束成本。

3、整车功能拓扑的设计
从系统的角度对对整车线束布局进行分析，避免绕线情况的发生，预防EMC干扰，减少对接护套的数量，可以最大程度的降低接插件和导线的成本。

如下图所示为一较典型的驾驶室内线束拓扑，分为仪表线束和室内地板线束。

VCU控制器通常布置在室内地板线束上，换挡开关一般在副仪表台附近，换挡开关大部分情况下，可以布置在仪表线束上，也可以布置在室内地板线束上。

这种情况下就想要分析各种拓扑的结
构的优缺点。

从换挡机构的引脚定义可以看出，换挡机构的引脚定义中开关信号较多，SW1，SW2，SW3，SW4都是连接到VCU控制器的，B+和IGN电源回路，可以连接在室内地板线束和仪表线束，根据全部的引脚定义综合分析，换挡开关连接在室内地板线束上，和VCU控制器在一个线束上更能节省线束回路。

二、线束布置设计
1、线束布置原则
在总体布线设计中，原则上应注意以下几点：所有附件应符合短线、合线的原则；电力线与信号线与控制线、高频与低频线、高电平与低电平线间隔离；数字电路输入输出线和电源线和控制线隔离，信号线控制线路隔离和电源线；DC和AC 控制电路和电线应分开，并把它们放在各自的线束；不能把电线参考电路和灵敏电路与电源等高电平信号电路放在一个线束里；电源输入线不能太长；线束应与导线传输类型、频率和电源分类一致；双绞线中的线束、多股和屏蔽线两端或接地点；线束不能靠近加热元件的布局；线束可能通过尖锐地方划伤，应处理线束通过部分锐角，以确保安全线束。

2、物料通用化选型
汽车线束通用化设计基于后续车型拓展的需要，可以通过预留回路、适当增加线束分支长度的形式，使同一根线束适配多款车型，减少线束物料，避免线束设计资源浪费，降低管理成本。

例如：在仪表线束、左/ 右门线束、左/ 右前围线束中预留电动后视镜信号回路。

当某车型配置由手动后视镜变化为电动后视镜时，对线束不影响，直接借用原车BOM。

某车型配置更换双后桥，由于不同车桥轴间差速锁和轮间差速锁的位置不同，为此将底盘线束连接轴间差速锁和轮间差速锁的分支设计为通用化分支，用同一根线束实现匹配不同车桥间配置更换。

3、接插件的通用化设计
插接件是线束上的关键材料，成本能占约60%。

线束插接件通用化后，避免重复的设计验证，减少插接件种类，相应可减少压接模具和导通台模块种类，单车可降低设计验证、采购及生产管理成本。

插接件通用化，不仅在同一车型上尽量选用相同的插接件，在不同车型上也要尽量选用相同的插接件。

如在某一车型减速锁、车下起动/ 停止开关插接件相同，并与大气压力传感器、真空泵传感器、里程传感器的插接件保持同一类型，这样即使无法通用，也可以使用相同的端子。

三、结束语
线束成本优化设计贯穿于整个线束产品设计周期，从最初的拓扑概念设计、电源分配、线束布置以及后期的装车跟踪优化。

在不影响产品质量及装配性的前提下，线束设计人员应该始终树立成本意识，遵循线束模块化、平台化、通用化设计原则，总结和应用科学的降本设计方案。

为提高企业产品的竞争力贡献自己的力量。

【作者简介】张金军（1983-），男，汉族，安徽淮南人，奇瑞新能源汽车股份有限公司主管设计师，工程师职称，研究方向为新能源汽车电子架构&电路控制。