整车线束设计及搭铁策略分析
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Hale Waihona Puke Baidu
蓄电池负极
挡水板右边
安全气囊
挡水板右边
此搭铁点附近的小用电器
车梁左边
收放机
车梁右边 车梁左边
此搭铁点附近的小用电器 此搭铁点附近的小用电器
发动机舱左边
发动机搭铁
发动机舱左边 发动机舱左边
ABS ／ ESP ／ TCS PCM
发动机舱左边
此搭铁点附近的小用电器
发动机舱左边 发动机舱右边 A立柱左边
此搭铁点附近的小用电器 此搭铁点附近的小用电器 此搭铁点附近的小用电器
关键词： 线束设计； 线束布置； 搭铁策略 中图分类号： U463．61 文献标识码： A 文章编号： 1003－8639（2010）01－0006－03
Design of Vehicle Wiring Harness and Analysis of Grounding Strategy YU Miao， SHUAI Xi-shi
2 导线选取原则
根据电器件功率的大小计算流经导线的电流，
一般而言， 长时间工作的电气设备可选择实际
载流量60%的导线； 短时间工作的 用 电 设 备 可 选 用
实际载 流 量60%~100%之 间 的 导 线 。 此 外 ， 根 据 不
同的工作环境和温度大小可适当改变导线的截
面积。
导线截面积的计算公式如下
（Jiangling Motors Co.， Ltd.， Nanchang 330001， China） Abstract： In the design of vehicle wiring harness， most of the work is to assess whether the selection of fuse and linetype is rational， the harness distribution is proper and the selection of grounding point is reliable. The author introduces some methods of designing vehicle wiring harness with some examples. Key words： design of wiring harness； harnesses distribution； grounding strategy
GXL1） 11 16 20 23 25 33 37 45 51 61 68 78 96 111 129 166
GPT2） 4 6 7 7 9 12 14 15 18 22 23 28 30 40 47 61
GXL1） 9 13 17 19 20 27 32 38 42 50 58 64 79 90
图1 某商务车的搭铁分配方式
《汽车电器》2010 年第 1 期 7
设计●研究
Design●Research
搭铁点 GP8 GP12 GP13 GP14 GP15 GP16 GP19 GP20 GP21 GP22 GP29 GP31 GP33 GP38
表2 某商务车搭铁点说明
搭铁点位置
备注
驾驶员座椅下
线径 ／ mm2
最大持续电流 ／ A
在25 ℃
在80 ℃
在105 ℃
0.3 0.5 0.75 0.8 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 13 19
GXL1） 15 21 27 31 33 43 50 60 68 80 90 103 125 146 170 221
GPT2） 10 15 21 22 23 30 36 42 47 56 65 73 87 103 120 156
8） 为防止搭铁片破坏主干上的线束， 装车时线束 主干上搭铁片到线束主干的最小间隙应维持在25 mm。
关于熔断器容量的确定， 有如下经验公式： 熔 断器容量≥正常工作电流 ／ （负载特性系数×峰值电流时 间系数×负载装配区域系数×熔断器的安装区域系数）。
公式中各系数说明如下。 1） 负载特性系数 负载特性分为连续负载和 间断负载。 连 续 负 载 ： 工 作 时 间 在10 s以 上 。 连 续 负 载 系 数为0.8。 间 断 负 载 ： 工 作 时 间 在10 s以 下 。 间 断 负 载 系
1 线路保护设计 线路保护就是要对导线加以保护， 兼顾对回路
电器件的保护。 保护装置主要有熔断器、 断路器和 易熔线。 1.1 熔断器的选取原则
熔断器按保护形式分可分为过电流保护与过热 保护。 用于过电流保护的熔断器就是平常所说的保 险 丝 。 一 般 而 言 ， 发 动 机ECU、 ABS等 对 整 车 性 能 及安全影响大， 易受其它用电设备干扰的电器件必 须单设熔断器； 而发动机传感器、 各类报警信号灯 和外部照明灯、 喇叭等电器件对整车性能及安全影 响也较大， 但该类电负荷对相互间的干扰并不敏 感， 因此这类电负荷可以根据情况相互组合共同使 用一个熔断器。 至于那些为增加舒适性而设置的普 通电器件类的电负荷， 可以根据情况相互组合， 共 同使用一个熔断器。 但对于电阻型的负载与电感型 的负载应尽量避开使用同一个熔断器。
图1是某商务车的搭铁分配方式， 表2是其搭铁 点说明。
对于装配在发动机上的发动机控制线束， 建议 采用铜线， 铜线外皮采用能够隔热并能耐柴油腐蚀 的PVC或PUR， 同 时 要 注 意 下 面 所 列 的 线 径 要 求 以 及连接执行器电线的最大负荷。
1） 传 感 器 引 线 和 控 制 线 线 径 为 0.35~1.0 mm2， 比如水温传感器、 轨压传感器、 空调继电器。
2） 2个相对运动件之间的线束必须被固定在每 个部件上， 并且线束的连接长度应该是比这2个零 件的最大更换距离大25 mm以上。
3） 线束和与线束不关联的相邻件之间的间隙 最 小 为6 mm， 除 非 线 束 已 经 被 固 定 在 这 个 部 件 上 ， 或者线束与附近的运动件之间已经有遮挡物。
4） 为了保证线束上相关的橡胶堵塞功能正常， 堵塞的安装孔必须满足下面的要求： ①对于直径大于 40 mm的孔， 需要使用最小翻边高度为3 mm的翻边孔， 翻边方向需要密封， 除非特定条件下， 不要求翻边。 ②沿着孔的半径大于堵塞孔6 mm以内的钣金表面必 须平滑。 ③堵塞孔边缘必须没有损坏线束的毛刺。
断路器是一种热敏机械装置， 它利用2种金属 的不同热变形， 使触点开闭。 当电路过载时， 断路 器流过电流增大， 温度升高， 双金属片弯曲， 使触 点打开， 电路断开； 温度降低后双金属片又恢复原 状， 自动接通电路。 如前照灯电路就应使用断路 器， 而不宜使用熔断器。 因断路器在电路断开后能 自动接通， 在意外情况下还能在短时间内， 短时或 间断地保护前照灯的工作。 还有一些电路， 如电动
设计●研究
Design●Research
整车线束设计及搭铁策略分析
吁 苗， 帅希士 （江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心， 江西 南昌 330001）
摘要： 在整车线束设计中， 很大一部分工作是在验证熔断器与线型选择是否合理、 线束布置是否得当以及搭铁 点的选择是否可靠。 本文通过实例介绍整车线束设计中的一些基本方法。
数为1.1。 2） 峰值电流时间系数 如出现峰值电流的时
间≤0.2 s， 其系数为1。 如出现峰值电流的时间>0.2 s， 其系数为0.9。
3） 负载装配区域系数 如布置在室内则系数 定义为1， 如布置在发动机舱则系数定义为0.9。
4） 熔断器的安装区域系数 如熔断器单独放 置则系数为1； 如果熔断器放置在熔断丝盒内则系 数为0.9。
S=IρL ／ U
式中： S— ——导线截面积， mm2； I— ——电流， A； ρ— ——铜 导 线 电 阻 率 ， 一 般 取 值 0.018 5 Ω·mm2 ／ m；
L— ——导线长度， m； U— ——导线允许的电压降， V。
表1是不同规格的导线在不同的温度下通过的
安全电流， 供参考。 表1 不同规格导线在不同温度下通过的安全电流
6 《汽车电器》2010 年第 1 期
Design●Research
设计●研究
座椅、 门锁、 车窗等， 由于其受机械负载的影响， 容易造成较大的电流波动， 也应使用断路器。 1.3 易熔线
易熔线的特点是当线路通过极大的过载电流 时 ， 易 熔 线 能 在 一 定 的 时 间 内 （一 般≤5 s） 熔 断 ， 从而切断电源， 防止产生恶性事故。 易熔线一般接 在蓄电池直接引出的电路中。
5） 橡胶堵塞应该设计成在小于100 N安装力情 况下， 就能完全装配到钣金孔内。
6） 需要手工装配、 要压入座椅的线束固定件， 以及那些有线夹插入的孔及槽， 应该按照以下最大 安装力来设计： 对用手指压装的固定件， 操作力为 45 N； 对用手工压装的固定件， 操作力为75 N。
7） 线束分支必须有足够的松弛 （在线束最小 长度条件下大于25 mm）， 使它们不用给连接的传感 器或者其它器件增加负载。
例如： 喇叭的工作电流为8 A， 熔断器容量≥ 8 ／ （0.8×0.9×0.9×0.9）=13.7 A， 根 据 熔 断 器 的 实 际 规 格， 可以选择15 A的熔断器来保护线路。
有关慢速、 快速熔断器的选择， 应该根据所保 护线路上的负载特性而定。 一般来说， 对于阻性负 载， 多用快速熔断器； 而对于感性负载， 多用慢速 熔断器。 具体情况可以让设计的厂家提供有关各控 制系统的抑制峰值电流的性能曲线。 1.2 断路器
修改稿收稿日期： 2009－09－07 作 者 简 介 ： 吁 苗 ， 2007年 毕 业 于 重 庆 交 通 大 学 ， 车 辆 工 程 专 业 研 究 生 ， 一 直 在 江 铃 汽 车 股 份 有 限 公 司 工 作 ； 帅 希 士 ， 2007年毕业于中南大学， 机械电子工程专业研究生， 一直在江铃汽车股份有限公司工作。
105 137
注： 1） 为155 ℃导线； 2） 为90 ℃导线。
2） 小电流执行器线径为0.75~1.0 mm2， 例如真 空EGR、 节气门控制阀。
3） 用H桥控制的执行器和喷油器线径为1.5~2.0 mm2， 比如电控EGR。
4） 所有12 V供电线线径为≥2.5 mm2。 5） 进出蓄电池的供电线线径为4.0~6.0 mm2。 具体需要依据相连器件图纸所提供的参数而 定。 鉴于国内导线材质问题， 制作线束时强烈建议 采用尽可能粗和尽可能短的导线， 尤其是与喷油系 统相关的线束， 以确保喷油器能够正常工作。
3 搭铁策略分析 搭铁点的分配在汽车线束设计中尤为重要， 否
则就会造成信号干扰， 而影响某些电器的正常功能 实现。 下面就具体论述在搭铁点的分配中应该注意 的 要 点 ： 首 先 ， 发 动 机ECU、 ABS装 置 等 对 整 车 性 能及安全影响大， 而且易受其他用电设备干扰， 所 以这些器件的搭铁点一定要单设； 而对于安全气囊 系统， 它的搭铁点不仅应单设， 而且为了确保其安 全可靠， 最好采用复式搭铁。 其目的是其中一处搭 铁失效， 系统可以通过另一搭铁点搭铁， 以确保系 统安全工作。 其次， 无线电系统为避免干扰， 也要 单独搭铁。 至于弱信号传感器的搭铁最好也独立， 搭铁点最好是在离传感器较近的位置， 以保证信号 的真实传递。 还有蓄电池负极线、 发动机搭铁线等 因电线截面较大， 因此一定控制好线长和走向， 减 小电压降； 为增加安全性， 一般发动机、 车身都要 单独连到蓄电池负极搭铁。 除此之外的电器件， 可 根据具体布置情况相互组合共用搭铁点。 原则是就 近搭铁， 避免搭铁线过长， 造成不必要的电压降。 必须提醒的是信号搭铁和功率搭铁不能铆接， 必须 分开对待， 以避免信号间的相互干扰， 因为它们对 搭铁的冲击是不同的， 而这种对搭铁的冲击会影响 较敏感的电子电器元件的正常工作。
A立柱右边
此搭铁点附近的小用电器
4 线束的布置原则 在整车线束的布置中， 可参照如下几条原则，
以保证线束布置的可靠性。 1） 所有布置在运动件附近的线束， 应该至少
有50 mm间隙要求。 在线束最大的装配公差条件下， 安装在传动系统上的线束与没有装在传动系统上的 零件之间的间隙至少为19 mm， 在其它操作条件下， 这个间隙是为了保证运动件 ／ 总成的运动的整个范围。
蓄电池负极
挡水板右边
安全气囊
挡水板右边
此搭铁点附近的小用电器
车梁左边
收放机
车梁右边 车梁左边
此搭铁点附近的小用电器 此搭铁点附近的小用电器
发动机舱左边
发动机搭铁
发动机舱左边 发动机舱左边
ABS ／ ESP ／ TCS PCM
发动机舱左边
此搭铁点附近的小用电器
发动机舱左边 发动机舱右边 A立柱左边
此搭铁点附近的小用电器 此搭铁点附近的小用电器 此搭铁点附近的小用电器
关键词： 线束设计； 线束布置； 搭铁策略 中图分类号： U463．61 文献标识码： A 文章编号： 1003－8639（2010）01－0006－03
Design of Vehicle Wiring Harness and Analysis of Grounding Strategy YU Miao， SHUAI Xi-shi
2 导线选取原则
根据电器件功率的大小计算流经导线的电流，
一般而言， 长时间工作的电气设备可选择实际
载流量60%的导线； 短时间工作的 用 电 设 备 可 选 用
实际载 流 量60%~100%之 间 的 导 线 。 此 外 ， 根 据 不
同的工作环境和温度大小可适当改变导线的截
面积。
导线截面积的计算公式如下
（Jiangling Motors Co.， Ltd.， Nanchang 330001， China） Abstract： In the design of vehicle wiring harness， most of the work is to assess whether the selection of fuse and linetype is rational， the harness distribution is proper and the selection of grounding point is reliable. The author introduces some methods of designing vehicle wiring harness with some examples. Key words： design of wiring harness； harnesses distribution； grounding strategy
GXL1） 11 16 20 23 25 33 37 45 51 61 68 78 96 111 129 166
GPT2） 4 6 7 7 9 12 14 15 18 22 23 28 30 40 47 61
GXL1） 9 13 17 19 20 27 32 38 42 50 58 64 79 90
图1 某商务车的搭铁分配方式
《汽车电器》2010 年第 1 期 7
设计●研究
Design●Research
搭铁点 GP8 GP12 GP13 GP14 GP15 GP16 GP19 GP20 GP21 GP22 GP29 GP31 GP33 GP38
表2 某商务车搭铁点说明
搭铁点位置
备注
驾驶员座椅下
线径 ／ mm2
最大持续电流 ／ A
在25 ℃
在80 ℃
在105 ℃
0.3 0.5 0.75 0.8 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 13 19
GXL1） 15 21 27 31 33 43 50 60 68 80 90 103 125 146 170 221
GPT2） 10 15 21 22 23 30 36 42 47 56 65 73 87 103 120 156
8） 为防止搭铁片破坏主干上的线束， 装车时线束 主干上搭铁片到线束主干的最小间隙应维持在25 mm。
关于熔断器容量的确定， 有如下经验公式： 熔 断器容量≥正常工作电流 ／ （负载特性系数×峰值电流时 间系数×负载装配区域系数×熔断器的安装区域系数）。
公式中各系数说明如下。 1） 负载特性系数 负载特性分为连续负载和 间断负载。 连 续 负 载 ： 工 作 时 间 在10 s以 上 。 连 续 负 载 系 数为0.8。 间 断 负 载 ： 工 作 时 间 在10 s以 下 。 间 断 负 载 系
1 线路保护设计 线路保护就是要对导线加以保护， 兼顾对回路
电器件的保护。 保护装置主要有熔断器、 断路器和 易熔线。 1.1 熔断器的选取原则
熔断器按保护形式分可分为过电流保护与过热 保护。 用于过电流保护的熔断器就是平常所说的保 险 丝 。 一 般 而 言 ， 发 动 机ECU、 ABS等 对 整 车 性 能 及安全影响大， 易受其它用电设备干扰的电器件必 须单设熔断器； 而发动机传感器、 各类报警信号灯 和外部照明灯、 喇叭等电器件对整车性能及安全影 响也较大， 但该类电负荷对相互间的干扰并不敏 感， 因此这类电负荷可以根据情况相互组合共同使 用一个熔断器。 至于那些为增加舒适性而设置的普 通电器件类的电负荷， 可以根据情况相互组合， 共 同使用一个熔断器。 但对于电阻型的负载与电感型 的负载应尽量避开使用同一个熔断器。
图1是某商务车的搭铁分配方式， 表2是其搭铁 点说明。
对于装配在发动机上的发动机控制线束， 建议 采用铜线， 铜线外皮采用能够隔热并能耐柴油腐蚀 的PVC或PUR， 同 时 要 注 意 下 面 所 列 的 线 径 要 求 以 及连接执行器电线的最大负荷。
1） 传 感 器 引 线 和 控 制 线 线 径 为 0.35~1.0 mm2， 比如水温传感器、 轨压传感器、 空调继电器。
2） 2个相对运动件之间的线束必须被固定在每 个部件上， 并且线束的连接长度应该是比这2个零 件的最大更换距离大25 mm以上。
3） 线束和与线束不关联的相邻件之间的间隙 最 小 为6 mm， 除 非 线 束 已 经 被 固 定 在 这 个 部 件 上 ， 或者线束与附近的运动件之间已经有遮挡物。
4） 为了保证线束上相关的橡胶堵塞功能正常， 堵塞的安装孔必须满足下面的要求： ①对于直径大于 40 mm的孔， 需要使用最小翻边高度为3 mm的翻边孔， 翻边方向需要密封， 除非特定条件下， 不要求翻边。 ②沿着孔的半径大于堵塞孔6 mm以内的钣金表面必 须平滑。 ③堵塞孔边缘必须没有损坏线束的毛刺。
断路器是一种热敏机械装置， 它利用2种金属 的不同热变形， 使触点开闭。 当电路过载时， 断路 器流过电流增大， 温度升高， 双金属片弯曲， 使触 点打开， 电路断开； 温度降低后双金属片又恢复原 状， 自动接通电路。 如前照灯电路就应使用断路 器， 而不宜使用熔断器。 因断路器在电路断开后能 自动接通， 在意外情况下还能在短时间内， 短时或 间断地保护前照灯的工作。 还有一些电路， 如电动
设计●研究
Design●Research
整车线束设计及搭铁策略分析
吁 苗， 帅希士 （江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心， 江西 南昌 330001）
摘要： 在整车线束设计中， 很大一部分工作是在验证熔断器与线型选择是否合理、 线束布置是否得当以及搭铁 点的选择是否可靠。 本文通过实例介绍整车线束设计中的一些基本方法。
数为1.1。 2） 峰值电流时间系数 如出现峰值电流的时
间≤0.2 s， 其系数为1。 如出现峰值电流的时间>0.2 s， 其系数为0.9。
3） 负载装配区域系数 如布置在室内则系数 定义为1， 如布置在发动机舱则系数定义为0.9。
4） 熔断器的安装区域系数 如熔断器单独放 置则系数为1； 如果熔断器放置在熔断丝盒内则系 数为0.9。
S=IρL ／ U
式中： S— ——导线截面积， mm2； I— ——电流， A； ρ— ——铜 导 线 电 阻 率 ， 一 般 取 值 0.018 5 Ω·mm2 ／ m；
L— ——导线长度， m； U— ——导线允许的电压降， V。
表1是不同规格的导线在不同的温度下通过的
安全电流， 供参考。 表1 不同规格导线在不同温度下通过的安全电流
6 《汽车电器》2010 年第 1 期
Design●Research
设计●研究
座椅、 门锁、 车窗等， 由于其受机械负载的影响， 容易造成较大的电流波动， 也应使用断路器。 1.3 易熔线
易熔线的特点是当线路通过极大的过载电流 时 ， 易 熔 线 能 在 一 定 的 时 间 内 （一 般≤5 s） 熔 断 ， 从而切断电源， 防止产生恶性事故。 易熔线一般接 在蓄电池直接引出的电路中。
5） 橡胶堵塞应该设计成在小于100 N安装力情 况下， 就能完全装配到钣金孔内。
6） 需要手工装配、 要压入座椅的线束固定件， 以及那些有线夹插入的孔及槽， 应该按照以下最大 安装力来设计： 对用手指压装的固定件， 操作力为 45 N； 对用手工压装的固定件， 操作力为75 N。
7） 线束分支必须有足够的松弛 （在线束最小 长度条件下大于25 mm）， 使它们不用给连接的传感 器或者其它器件增加负载。
例如： 喇叭的工作电流为8 A， 熔断器容量≥ 8 ／ （0.8×0.9×0.9×0.9）=13.7 A， 根 据 熔 断 器 的 实 际 规 格， 可以选择15 A的熔断器来保护线路。
有关慢速、 快速熔断器的选择， 应该根据所保 护线路上的负载特性而定。 一般来说， 对于阻性负 载， 多用快速熔断器； 而对于感性负载， 多用慢速 熔断器。 具体情况可以让设计的厂家提供有关各控 制系统的抑制峰值电流的性能曲线。 1.2 断路器
修改稿收稿日期： 2009－09－07 作 者 简 介 ： 吁 苗 ， 2007年 毕 业 于 重 庆 交 通 大 学 ， 车 辆 工 程 专 业 研 究 生 ， 一 直 在 江 铃 汽 车 股 份 有 限 公 司 工 作 ； 帅 希 士 ， 2007年毕业于中南大学， 机械电子工程专业研究生， 一直在江铃汽车股份有限公司工作。
105 137
注： 1） 为155 ℃导线； 2） 为90 ℃导线。
2） 小电流执行器线径为0.75~1.0 mm2， 例如真 空EGR、 节气门控制阀。
3） 用H桥控制的执行器和喷油器线径为1.5~2.0 mm2， 比如电控EGR。
4） 所有12 V供电线线径为≥2.5 mm2。 5） 进出蓄电池的供电线线径为4.0~6.0 mm2。 具体需要依据相连器件图纸所提供的参数而 定。 鉴于国内导线材质问题， 制作线束时强烈建议 采用尽可能粗和尽可能短的导线， 尤其是与喷油系 统相关的线束， 以确保喷油器能够正常工作。
3 搭铁策略分析 搭铁点的分配在汽车线束设计中尤为重要， 否
则就会造成信号干扰， 而影响某些电器的正常功能 实现。 下面就具体论述在搭铁点的分配中应该注意 的 要 点 ： 首 先 ， 发 动 机ECU、 ABS装 置 等 对 整 车 性 能及安全影响大， 而且易受其他用电设备干扰， 所 以这些器件的搭铁点一定要单设； 而对于安全气囊 系统， 它的搭铁点不仅应单设， 而且为了确保其安 全可靠， 最好采用复式搭铁。 其目的是其中一处搭 铁失效， 系统可以通过另一搭铁点搭铁， 以确保系 统安全工作。 其次， 无线电系统为避免干扰， 也要 单独搭铁。 至于弱信号传感器的搭铁最好也独立， 搭铁点最好是在离传感器较近的位置， 以保证信号 的真实传递。 还有蓄电池负极线、 发动机搭铁线等 因电线截面较大， 因此一定控制好线长和走向， 减 小电压降； 为增加安全性， 一般发动机、 车身都要 单独连到蓄电池负极搭铁。 除此之外的电器件， 可 根据具体布置情况相互组合共用搭铁点。 原则是就 近搭铁， 避免搭铁线过长， 造成不必要的电压降。 必须提醒的是信号搭铁和功率搭铁不能铆接， 必须 分开对待， 以避免信号间的相互干扰， 因为它们对 搭铁的冲击是不同的， 而这种对搭铁的冲击会影响 较敏感的电子电器元件的正常工作。
A立柱右边
此搭铁点附近的小用电器
4 线束的布置原则 在整车线束的布置中， 可参照如下几条原则，
以保证线束布置的可靠性。 1） 所有布置在运动件附近的线束， 应该至少
有50 mm间隙要求。 在线束最大的装配公差条件下， 安装在传动系统上的线束与没有装在传动系统上的 零件之间的间隙至少为19 mm， 在其它操作条件下， 这个间隙是为了保证运动件 ／ 总成的运动的整个范围。