汽车线束的模块化设计

汽车线束的模块化设计

作者：何佳健

来源：《汽车世界·车辆工程技术（上）》2019年第01期

摘要：受到汽车行业的不断发展影响，消费者对于汽车产品的个性化需求日益强烈，很多汽车厂商开始尝试汽车线束的模块化设计，以便符合多样化类型与小批量生产方面的需要，有利于帮助车企占据更大市场份额。本文通过阐述传统汽车线束设计中的不足，说明了汽车线束的模块化设计，同时介绍了针对各个软件模块化的实现方案。此研究以分析汽车线束的模块化设计方法为目的，从而有效提高我国汽车线束的模块化设计水平。

关键词：汽车;线束;模块化设计

0 前言

在汽车市场逐渐趋于饱和的环境下，各大汽车厂商之间的竞争变得愈发激烈，提高产品质量，扩展产品功能，实现个性化定制等方式，是大多数汽车厂商面临的首要任务。对于汽车功能模块的分类而言，传统的设计方式要求顺序化供货，而对线束采用模块化设计的方法，可以实现模块的自由选用与组合，能够为客户进行相应的定制，增加更多的功能，满足不同客户的需求。鉴于此，深入探讨和分析汽车线束的模块化设计方法具有重要的意义。

1 传统汽车线束设计中的不足

（1）电气系统对机械制图软件的过度依靠。从当前的汽车线束设计情况来看，依然运用的是最为常见的CAD机械制图软件，其并没有在电气数据矢量方面的转换功效，难以将相关原理落实到线束的实际设计工作中，无法达到和电气的同步状态，让相应的设计信息与制造技术方面的数据面临着共享的难题，从而带给有关设计工作人员更大的任务量和难度，产生的错误率较高[1]。

（2）线束技术类型过多且更新过快。由于汽车行业的发展，促使更多平不同类型的汽车产品出现，在新品更新速度过快情况的影响下，更多种类的汽车线束技术出现，同时面临着更新过快的难题。当汽车产品频繁的更新换代，必然导致线束构件过多的库存，产生不必要的浪费现象，而当供货周期减慢之后又难以达到制造厂商的要求，由于汽车的零件方面的改进与质量因素的变化，让线束出现过快的变更。面对此种情况之下，非常易于导致更多的产品库存，面临着一定的报废风险[2]。

2 汽车线束的模块化设计

（1）相关模块的合理分类。进行汽车线束的设计初期阶段，应该首先掌握相关模块的概念，进而把其中的各个零件科学分到不同的模块类别里边。在此过程当中，相关的各个模块均需要涵盖导线、插接件、紧固装置、防水塞、继电器以及端子等各类不同的零件，均属于线束的重要构成部分。进行有关模块的概念阐释过程当中，应该把全部的用电器装置功能分成两种不同的类型，即基础的模块与功能的模块。

1）基础模块的设计说明。进行汽车线束的基础模块设计的时候，应该确保其拥有唯一性的特点，在此模块当中，全部的零件均可以兼容任何的汽車类型与配置，可谓每一部新车必须具有的功能之一。由于上述功能中不存在多样化的功能配置情况，所以，从汽车线束设计的图纸当中尽可以找到一个基础模块，同时全部的汽车类型均可以运用相同的基础模块。对于基础模块而言，通常情况下，其拥有诊断分析、BCM以及内舱熔断丝盒等方面的作用[3]。

2）功能模块的设计说明。设计汽车线束的功能模块的时候，实际上在该设计模块当中，涵盖了诸多不同的选择方面的功能，可以在当前或未来予以运用。尤其在汽车的用电器设备数量与日俱增的情况之下，必然会促使功能模块群的生成，并且需求量很大。基于科学管控相关模块的目的，对功能模块可以划分成不同的等级，即模块组、功能模块以及分支模块等。

第一，对于模块组来说，从其功能性的角度进行分类，主要涵盖了模块组 Module_A、Module_B以及Module_C等等，比如：常见的有收音机、前照灯等模块。

第二、针对功能模块而言，结合其不同的功能差别性，可以分成模块Module_AA、Module_AB、Module_AC等等，例如：应用前照灯模块的过程中，能够具体划分为氙气、LED以及卤素等不同类型的前照灯模块。

第三，对于分支模块而言，将相同功能应用到各个钣金当中，会导致分支长度的差异，使相应衍生模块发挥出作用。具体的制造过程中则应以钣金的需求为依据，合理选用相应的分支。

（2）导线模块的设计说明。汽车线束当中，导线是不可或缺的零件。进行模块化设计时，需应对模块进行概念的确定。不过一般情况下，回路会和两边的装置相连，存在一定的特殊性特点。针对某根回路应放置在设备的A端或者B端模块里边的问题予以深入考虑和分析，保证一定的科学性。一般则依据下述几个方面的要求予以设计。

第一，当基础模块中的2个用电器设备相连时，此回路为基础模块。

第二，当基础模块和功能模块的用电器设备相连之后，此导线为功能模块。

第三，针对2个不同的功能模块用电器装置连接的情况，应对相应的从属关联情况实施判别，并做好回路的类型划分。

第四，如果某回路仅存在一边与用电器相连，另一边搭铁的情况，此回路的用电器设备应符合相关要求。

表示的部分回路，对各个种类回路模块的分类设计进行了阐释。

（3）减小复杂性的设计方法。当汽车当中可选择的用电器装置以独立形式当作某功能模块时，则形成非常复杂的模块群，以当前的技术，并不适用。应在模块化设计过程中，确保模块具有一定的灵活性，完成对模块的合并与优化处理，达到控制经济成本的目的。

第一，对于一样种类的用电器而言，应保证一起进行装配处理。比如：在汽车的前后排座椅中均设置加热的功能，从理论角度来说需要4个模块，不过实际上采用的为前排加热或者前后排一同加热的方式。

第二，功能方面的并存。对于各个种类的用电器设备，相连并发挥一致的功能。比如：在车载电话当中涵盖收音机、麦克风以及天线等，假如对模块进行独立设置，便形成4个模块。对于具体的应用，仅设置一个模块功能便能达到效果。

第三，冗余布线的问题。把部分分支涵盖在某种特殊的配置之内，不必考虑客户订购与否。比如：不管客户选择订购该前雾灯与否，均把此分支在设计的时候涵盖在线束的零件当中。

3 针对各个软件模块化的实现方案說明

基于完成汽车线束的模块化设计任务的目的，由明导企业研发的电子系统设计软件，即ESD，使相关模块的代码被简化处理，有效确保设计的合理性，并且使得工程建设时期在功能模块方面的材料配置与生产时期的模块材料配置速度得以有效提升。进行初始设计的时候。需要明确各个导线所提供的功能与不同功能间的关联性情况。通过在设计的过程中进行导线的合成处理，从而自动形成导线的分配模块，让拥有一样功能作用的导线划分成相同的模块，对于缺少表达式相应的导线，则表明此该导线适用于全部的车型，此类型的导线会具备相应的核心模块代码。依靠软件的自动化模式，完成科学的配置。

进行拥有较高难度与复杂性的汽车线束的设计过程当中，可以运用由Aucotec企业研发的Engineering Base软件，即EB软件进行设计。依靠EB软件，采用中央数据模块的形式，贯穿由设计至制造的整个环节。此软件利用了140%的模块化设计方式，具有插接件的变量功能，实现变量和模块的有效融合，完成对具体车型配置的科学管控。

另外，基于达到对汽车线束模块化设计的效果，还可以运用由图研企业研发的E3.Harness Analyzer软件。通过利用此软件，使其和KBL 、SVG数据等功能有效融合到一起，完成导入