浅谈汽车用中央配电盒轻量化发展趋势

浅谈汽车用中央配电盒轻量化发展趋势

蓝奋

摘要：本文主要介绍了汽车用中央配电盒的功能、结构分类以及轻量化的发展趋势。

关键词：中央配电盒；结构分类；轻量化发展趋势

Abstract: This paper introduces the function 、structural classification、composing and featherweight development trend of the distribution box of central electrical appliance.

Key words: distribution box of central electrical appliance；structural classification；featherweight development trend.

随着汽车及电子产品的发展以及人们对汽车舒适性、安全性、人性化要求的不断提高，汽车上的用电设备越来越多，相应地中央配电盒（也称继电器、保险丝盒）所要保护的线路

也相应地增加。中央配电盒通过复杂的内部汇流排连接或电子电路集成，并集合装配电子电

气元件，完成与相关线束的多线匹配组装甚至网域通讯，从而实现电子电气集控与分配功能。中央配电盒负责着整车的电源分配、电路保护及电路控制，保证着车上各个用电设备的安全

及正常使用，它的好坏直接影响到汽车的性能、安全。

1 中央配电盒的结构

1.1 线插式中央配电盒

线插式结构的中央配电盒直接由导线带端子固定在塑料盒体上，为满足功能要求在盒体

内有一些汇流条（为了简化内部结构，用铜板将电流引入，分配到各路熔断器，再通过端子

及导线分配给各用电器）。这种中央配电盒主要起熔断器盒的作用，它的内部结构比较简单，继电器等电路都是相互独立，电路之间的连接靠线束中的导线来实现。这种中央配电盒结构

工艺相对比较简单，对电路的变更灵活较好，但不具备防水防尘的功能。国内20世纪80年代引进生产的车型大多采用这种中央配电盒。这种结构的中央配电盒见下图-1所示：

图-1 线插式结构的中央配电盒

1.2 层压板式中央配电盒

层压板式的中央配电盒采用几层线路叠加的方式来实现内部电路的连接控制，每层线路有很多冲压的铜条按要求排布构成，铜条是用模具按设计要求将铜板制成一定长度、宽度、厚度和形状，将其与中央配电盒插接件端子、熔断丝插座、继电器插座相连，铜条之间用绝缘物绝缘并固定，再固定在上下塑料盖板上。因铜条导电性好、横截面较大，又有绝缘物固定，所以发热量不是很大，一般不会发热变形造成短路，故相对可靠性较好。每层线路之间由橡胶板分开，橡胶板上有凹槽和孔，对铜条线路起着定位、固定和穿过的作用。这种类型的中央配电盒结构形式如图-2所示。这种中央配电盒由于使用了多层线路，能满足熔断器、电路导通和一些继电器的电路功能要求，国内20世纪90年代引进生产的车型大多采用这种中央配电盒，丰田很多车型上也采用了这种型式。但由于这种中央配电盒内部电路是用很多铜条来实现，做铜条要几十副模具，结构相当复杂而且铜条重量很重，铜材价格也很高，所以制造成本很高，体积也比较大，如果电气功能复杂，这种中央电气接线盒则满足不了要求。

这种型式的中央配电盒由于其制作工艺比较复杂，设计变更不容易实现，制造成本也相对比较高，加上其自身的重量会比其它型式的同等功能中央配电盒要重，因此，在现代轿车的中央配电盒选型时都不采用这种类型。

图-2 层压板式结构的中央配电盒

1.3 PCB型式中央配电盒

PCB型式的中央配电盒就是用电路板能将熔断器、电路导通和继电器等集成在一起, 真正实现集中控制, 整体上美观整齐，如图-3所示。这种型式的中央配电盒又分为1层双面铜箔印刷电路板式和两层双面铜箔线路板型式，1层双面铜箔型式的中央配电盒用在电气功能不是很多的车型，随着汽车功能的不断增加，双面铜箔线路板型式的中央配电盒成为目前最主要采用的型式，这种电路板是由两层双面覆铜印刷电路板通过导流柱（由铜制成，连接两层印刷电路板进行电流传递）连接构成的，第１层双面覆铜印刷电路板主要用来满足电气功能要求，在覆铜印刷电路板上分布各个继电器和熔断丝电路；第２层双面覆铜印刷电路板用来满足把电流引到线束上，在该层板上要实现线路的导通、分配布置，与线束对接的插接端子的布置，由于电路要引到不同的线束上，因此端子和线路的布置在这一层非常重要。采用双层双面覆铜印刷电路板，电路设计将更加自由，可更好地满足整车电气集中控制，电路板质重轻、体积小巧，成本较低，有非常大的实用价值。PCB型式的中央配电盒主要是将熔断器、电路导通和继电器等集成在一起，起到集中控制、线路简洁、易于安装维修的作用。该中央配电盒性能远远优于线插式和层压板式的中央配电盒，并且针对不同车型该中央配电盒电路板可改进，有很大的市场应用前景，也被各大汽车厂商广泛采用。

图-3 PCB式结构的中央配电盒

1.4 IBEC型式的中央配电盒

IBEC型式即将电子控制模块与中央配电盒集成在一起，这种型式的中央配电盒如下面图-4所示，它的主要特点是电子与电器的集成化，减少了线束数量及在线接插件，降低了系统成本，电器模块和电器盒可以单独维修。

图-4 IBEC型式的中央配电盒

2 中央配电盒轻量化的发展趋势

随着对汽车轻量化要求的不断提高，对中央配电盒的型式设计及轻量化也提出了更高的要求，在上述的几种类型的中央配电盒中，层压板式的中央配电盒是DELPHI在1991年首次实现商业应用，其后逐步被全球大部分汽车制造商所采用，但它不足之处是设计成本比较高，实现进度较慢，因此在近些年来对这种型式的中央配电盒已很少采用。

线插式中央配电盒用铜线取代冲压金属片实现汇流排联接，在1995年它得到了广泛的商业应用，与层压板式的相比，线插式的中央配电盒变更性更加方便快捷，在重量上也比层压板式减轻，成本上也会有所降低，但其性能及可靠性上要靠厂家严格控制。

PCB板型式的中央配电盒2001年首次应用于GMT-250车型，它直接减小了电器盒的外形尺寸，减轻了重量，降低了成本。中央配电盒的发展趋势在满足电气功能的同时也不断地向轻量化方向发展。

2.1中央配电盒型式变更

采用PCB式的中央配电盒，它与层压板及线插式的中央配电盒相比是采用了双面印刷电路板和焊接端子，使电器盒尺寸更小，重量更轻，同时也可以集成电子功能。如图-5所示：

图-5 PCB集成型的中央配电盒