关于汽车电器不变线束连接系统的探讨

关于汽车电器不变线束连接系统的探讨

廖安蔡小弋

北汽福田汽车股份有限公司南海汽车厂广东佛山528244

摘要：不变线束连接系统，可以解决传统线束由于车载电器增加产生的复杂性问题。基于此，本文介绍了汽车电器不变线束连接系统的设计方法，并分别从连接系统的布局方法以及连接系统的应用两方面，对汽车电器不变线束连接系统进行深入探讨，证明不变线束系统在汽车电器的连接方面具有可行性，且该线束系统可以简化传统线束。

关键词：汽车线束；不变线束；电力线束

前言：汽车上各种电气设备的电路连接，是通过线束连接系统来实现的，线束系统负责车载电器间的信息传递工作。本文以智能电器和CAN/LIN混合网络的分布式汽车电器控制系统为基础，提出了汽车不变线束系统，降低汽车的生产成本。

一、汽车电器不变线束连接系统的设计方法

（一）汽车电器接口的趋同化

目前，CAN线束含有7个接口，分别为D21V、DGND、CAN-H、CAN-L、PXV、PGNG以及D12V-Const。其中，D21V负责车载电器的数字电源供电，DGND负责数字电源的接地工作，CAN-H与CAN-L作为CAN线束的信号接口，PXV负责为功率电源供电，PGNG用来实现功率电源的接地，D12V-Const是CAN线束的常通数字电源。LIN线束有5个接口，分别为：D21V、DGND、LIN、PXV、PGNG，其中D21V、DGND、PXV以及PGNG接口与CAN线束相同接口的用途相同，LIN接口是CAN线束的信号接口。

（二）汽车电器接插件的标准化

因为汽车电器的接口具有趋同化特点，本文提出了3种标准电器接插件，分别为：CAN标准接插件、LIN标准接插件以及供电点接插件。CAN标准接插件包括D21V、DGND、CAN-H、CAN-L以及PXV接口，这些接口用来为车载电器的数字电路提供电源与通讯接口；LIN接插件包括D21V、DGND、LIN、PXV与PGNG接口，这些接口为LIN智能电器提供数字电源、功率电源和信号接口；供电点茶姐姐爱你用来为车载电器提供功率电源。除此之外，统一种类接口用到的接插件端子型号和材料、护套型号、护套型号以及护套颜色与端子的定义都具有标准化特点[1]。

（三）汽车电器网络线束一致化

传统线束往往按照空间分段法对连接电器的线束进行设计，将汽车全部的线束分为4种，分别为：车厢线束、车尾线束、车顶线束与底盘线束。这种线束的设计方法具有安装方便，固定线束容易等特点，但是该方法设计的线束图纸十分复杂，不利于后期对汽车电器线束的检查和维修。为此，可以将传统的不变线束系统的划分与网络划分相结合，将不变线束系统分为三种线束。第一种是CAN线束，该线束使用D21V、DGND、CAN-H、CAN-L以及D12V-Const接口，连接CAN智能电器。第二种是LIN线束，该线束将D21V、DGND、LIN、PXV和PGNG接口连接在一起，实现LIN智能电器的连接。第三种是电力线束，它包括CAN-L、PXV以及PGNG接口，该线束负责为智能电器提供功率电源。

二、对汽车电器不变线束连接系统的探讨

（一）汽车电器不变线束连接系统的连接方式

汽车电器不变线束的连接系统可分为三类，其中包括CAN线束、LIN线束以及主干线束。其中，CAN线束能够与LIN线束相连接，大致的连接方法如下。连接过程中主要包含的设备有智能电器、CAN线束、LIN线束、网关、搭铁点以及供电点等。首先，将两种类型的智能电器分别与其对应的线束相连接。其次，利用线束将智能电器与网关相连。最后，通过网关将CAN线束与LIN线束相互连接，并将供电点和搭铁点接入到线束中去，在接入的过程中要注意，供电点要在搭铁点的前方。

另外，主干线束的连接方法大致如下。首先将主干线束与智能电源系统相互连接。其次，将智能电器连接到主干线束中。最后，将线束开关以及供电点连接到主干线束中去，通过智能电源系统对整线束进行供电。另外，智能电源系统也是线束的主要管理设备，主要由保护器以及分配器构成[2]。

（二）汽车电器线束不变连接系统的布局方法

对汽车电器不变线束连接系统进行布局，能够有效的提高线束的稳定性以及密封性，确保线束的连接质量。在进行线束布局的过程中，要对实际的线束连接环境进行充分的了解，并根据实际的安装要求对线束进行科学的连接。目前，我国应用较为广泛的布局类型有H型以及E型，但是，这两种布局具有一定的局限性，并不适用于全部车型。由此可以看出，要想进一步提高线束连接布局的应用范围，就要对线束布局的方式进行完善。连接系统的布局方法主要可分为两种，一种为鱼骨设计法，另一种为门型设计法。

1.鱼骨设计法

鱼骨设计法的主要分布特点是将需要连接的电器连接在线束两边，整体上与鱼骨的形状相似。这种分布方式由于在安装的过程中，每个电器之间具有一定的间隙，所以非常适合于线束周围含有车臂以及横梁的情况，所以被广泛的应用在安装环境较为复杂的车体环境中。

2.门型设计法

门型设计法，顾名思义，线束整体的布局形状呈门的形状，也可以说呈现四方形的形状。通过对车身周围进行线束固定，使线束形状看起来像个拱门，并将电器有规律的安装在线束两侧。这种固定方法能够对电器中间的空间加以固定，并且被广泛应用在车内电器分布不均匀的轿车中。

在对以上两种线束布局方法进行运用的过程中，要注意将轿车内的线束分为几个区域，根据线束的特点，对分段线束进行布局处理，最后，按照上文中的连接方法，将处理完毕后的线束进行连接，进而形成一个完整的汽车电器线束不变连接系统。

（三）汽车电器线束不变连接系统的应用

以客车为例，对汽车电器线束不变连接系统的应用进行研究，其中，在客车中安装5条CAN线束，6条LIN线束，并对其实际应用效果进行研究后得出以下结论：LIN线束在汽车车顶的应用过程中，利用门型布局方式，分支数为11，线束长9.5米。在汽车车前的应用过程中，利用门型布局方式，分指数为16，线束长为3.6米。在汽车车中，分别利用门型以及鱼骨形的布局方式进行改装，门型分布方式的分支数为8，线束长为2米。鱼骨形的分布方式得到的分支数为6，线束长为2.5米。在汽车车后的应用过程中，利用门型分布方式，得到的分支数为14，线束长为7.5。

另外，通过对汽车线束不变连接系统的应用，相比于传统的线束连接系统来说有了较大的改善。例如，在整车线号数的线束方面，不变线束的应用与原线束相比，线束数量减少了80%，在插件件数种类方面线束数量降低了75%，在插件件数方面线束数量降低了45%，总体的线束重量降低了55%。通过以上数据的对比可以看出，汽车电器线束不变连接系统的应用，能够有效的降低线束在车辆运用中的线束数量以及重量，从而减轻了汽车在运行过程中的负载重量，在实际应用的过程中具有较高的应用价值。

结论：综上所述，不变线束系统包括CAN线束、LIN线束以及电力线束，这三种规范线束。通过上述对不变线束连接系统设计方法的分析，以及对不变线束连接系统的深入探讨可知，不变线束系统的接口具有相同的电气接口，标准化的接插件以及一致化的网络线束，缩短了导线长度，降低了汽车的生产成本。因此，在汽车的生产过程中，要充分利用汽车电器不变线束连接系统，简化汽车的线束设计，提高汽车行业的经济效益。

参考文献：

1]张新丰，杨殿阁，薛雯，陆良，李克强，连小珉.汽车电器不变线束连接系统[J].清华大学学报（自然科学版），2009，02：281-284.

[2]张新丰，杨殿阁，薛雯，陆良，李克强，连小珉.汽车电器不变线束连接系统[J].清华大学学报（自然科学版）网络.预览，2009，02：281-284.