汽车线束设计及布置基础

汽车线束设计及布置基础第1页/共58页目录一、汽车线束精益设计1.1日标线束种类和相关参数1.2日标线束电流容量的计算1.3汽车线束与融断器的匹配计算1.4线束起火分析二、线束布置知识2.1线束布置基本要求2.2CATIA三维布线的基本应用三、电器未来发展和总结2第2页/共58页一、汽车线束精益设计汽车线束设计目前的现状：目前汽车产业发展越来越庞大，每年都有新

品牌加入，从而使竞争越来越激烈，每个汽

车厂都在极力降低自己的生产成本，以保持

自己的竞争优势和市场份额。目前线束设计的误区：有些线束工程师误认为线束的保险系数越高

越好，而造成产品质量过剩。部分设计公司

为了减少设计时间，降低设计风险，在设计

时采用随意加大线径的做法。未来线束设计工作的重点：掌握详细的线束参数，使线束设计系统化，标准化，减少设计的随意性，争取使线束的寿命与整车一致，减少质量过剩，从而降低整车成本，实现精益设计。3第3页/共58页一、日标线束种类和相关参数序号电线符号名称工作温度1AV车用低压电线80℃2AVS车用薄皮低压电线80℃3AVSS车用极薄皮低压电线80℃4HDAV车用厚皮低压电线80℃5CAV车用压缩导体低压电线80℃6CAVUS车用压缩导体极薄低压电线80℃7AVX车用耐热低压电线100℃8AEX车用超耐热低压电线120℃9AVFF车用耐弯曲低压电线80℃10EB电瓶专用线80℃11HDEB电瓶厚皮专用线80℃12SHIELD屏蔽线80℃13TWISTCABLE双绞线80℃4第4页/共58页1.1日标线束种类和相关参数序号电线符号绝缘材料适应温度1AV／AVS/AVSS车用聚氯乙烯80℃2AVX车用辐照交联PVC混合物100℃3AEX车用辐照交联聚乙烯混合物120℃PVC:

1、PVC其实是一种乙烯基的聚合物质，其材料是一种非结晶性材料。在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、

抗冲击剂及其它添加剂。2、具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。3、PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓

氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃

接触的场合。4、生活中常见的PVC有：电缆绝缘、塑料门窗、塑料袋。5第5页/共58页1.1日标线束种类和相关参数PE:

1、聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE，是乙烯经聚合制得的

一种热塑性树脂。2、聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温

度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐

具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能

优良PVC材料6PE材料第6页/共58页1.1日标线束种类和相关参数辐照:1、radiationprocessing采用电离辐射对材料进行加工处理的一

种工艺过程。2、电离辐射的能量一般远远高于材料物质中子的价健能量（可超过

几个数量级），因而电离辐射与物质相互作用时会产生包括核反

应内的各种物理、化学和生物效应。这些效应构成了电离辐射对

物质材料进行加工处理的技术基础。3、辐射加工有别于传统加工（如机械加工、热加工、化学加工等）

的主要特点在于：加工温升很小，是一种冷加工，有利于热敏材

料的加工；电离辐射的穿透性可对包装好的物品进行处理（例如

消毒杀虫等），或实现固相物质的反应与改性；加工体系内不需

催化剂和化学添加剂，因而产品纯净，无化学残留；7第7页/共58页1.1日标线束种类和相关参数辐照加工及其应用电离辐电离辐射射工艺过程应用实例γ射线<DIValign=left>有机高分子材料聚合（或接枝聚合），杀虫、消毒、灭菌，抑制果实早熟、根茎发芽，装饰品材料改性等</DIV><DIValign=left>医疗用品消毒灭菌，电池隔膜与—塑材料制备，农产品、水产品、畜产品与食品的保藏，商品养护，档案与文物保存，珍珠、玉石、玻璃色质改善等</DIV>电子束<DIValign=left>高分子材料交联，表面涂层固化，废气无害化，半导体改性等</DIV><DIValign=left>提高电线电缆绝缘层耐热性，热收缩材料制备，物品组件表面涂层装饰，层压制品加工，印刷包装油墨固化，火电站与垃圾站废气处理，半导体器件加工等</DIV>离子束离子注入掺杂半导体材料改性，金属材料改性等中子中子嬗变掺杂半导体材料改性8第8页/共58页1.1日标线束种类和相关参数辐照交联――物理交联：1、采用经过改性的聚乙烯绝缘料，通过挤出方式完成异体绝缘层的挤出后，

将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交

联过程。辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速

器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，

因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键

结合能量高，稳定性好。表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联

电缆。但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿

透厚度为10mm以下。9第9页/共58页1.1日标线束种类和相关参数标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m电流限制(A)线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)AV线束第10页/共58页1.1日标线束种类和相关参数AVS线束标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m电流限制(A)线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)11第11页/共58页1.1日标线束种类和相关参数AVSS线束标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m电流限制(A)线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m电流限制(A)线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)CAVUS线束12第12页/共58页1.1日标线束种类和相关参数EB线束标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)HDEB线束第13页/共58页1.1日标线束种类和相关参数HDAV线束标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)AVX线束标称尺寸导体绝缘层厚度（mm)成品外径20℃时导体电阻mΩ/m电流限制(A)线束重量(g/m)标准长度(m)股数／直径（mm)截面积（平方毫米）大约外径（mm)标准（mm)最大（mm)14第14页/共58页1.2日标线束电流容量的计算线束的电流容量：是容许电流乘以集束线缆缩减系数得出的数值。线束的容许电流：容许电流为不考虑因温度原因造成线缆绝缘层表皮变

化，在设计电路时，实际应用的电流限制值，并从其

寿命的角度考虑（这个值应该根据线缆材质，环境温

度等因素以及使用寿命共同决定）。线束容许电流计算的前提条件：1、线束的寿命按每天3小时，10年的寿命计算。2、线束在使用寿命期间，最大温度不超过下表给出的

容许温度。15第15页/共58页1.2日标线束电流容量的计算线缆分类导体容许温度容许电流的计算中采用的环境温度AV和AVS80℃3040506070AVX100℃5060708090AEX120℃708090100110集束线缆容许电流的缩减系数：

集束线缆容许电流的缩减系数，只能由同时通电的集束线缆

数量决定，而非集束中所有线缆的数量。通过电流不强，不

会引起温度提升的线缆，比如整流线路和电子电路，多不包

括在通电线缆数量中。导体容许温度表16第16页/共58页1.2日标线束电流容量的计算通电集束线束数量123456-78-1011-12缩减系数1.000.80.70.60.550.500.450.40集束线束容许电流缩减系数AVS线缆容许电流和电压降第17页/共58页1.2日标线束电流容量的计算AV线缆容许电流和电压降18第18页/共58页1.2日标线束电流容量的计算AVX线缆容许电流和电压降19第19页/共58页1.2日标线束电流容量的计算AEX线缆容许电流和电压降20第20页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算关于导线截面积的计算，提供经验公式交流：

公式一：

A=IρL/Ud

式中：I—电流A—导线截面积；Ud—允许最大电压降损失；ρ—铜电阻率；L—导线长度。

公式二：S=0.0185*I*L*[1+0.00393*(T-20)]/U式中：

S---线径I---电流(A)L---导线长度(m)0.0185---铜的电阻率(Ωmm2/m)U---电压降(V)T---导体最高工作环境温度0.00393---温度系数21第21页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算1、计算负载电流I=P——12V×13.8V——12V根据计算出的负载电流，选择允许提供负载电流的连接导线的截面积。在选择电缆截面积时，应考虑到线缆的环境温度和导体容许温度。2、根据负载电流确定融断器的额定电流

融断器的最佳电流如下表所示，融断器的最佳电流即为负载的额定

电流，但因为融断器的额定电流根据环境温度变化而变化，所以需

要根据下图来修正融断器的额定电流。22第22页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算

选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：23第23页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算

选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：24第24页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算

选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：25第25页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算

选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：26第26页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算

选择融断器时，如果负载会产生脉冲电流的情况下：27第27页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算

熔断器的计算公式：If=负载电流负载特性系数×温度系数负载峰值电流系数×负载特性系数：建议选择07-0.75（高电流型选择0.5）

负载峰值电流系数：如果峰值电流时间小于0.3秒，选择系数为1，

如果峰值电流时间大于等于0.3秒，选择系数为0.7。温度系数：见下表

28第28页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算3、电缆与融断器的匹配原则：a、电缆在工作环境温度下的容许电流，大于融断器在工作环境温度下

的最佳负载电流。b、极限要求为选择电缆的烟化时间和电流的曲线，应在熔断器的融化时间和电流的曲线之上。如果遇到熔断器和电缆不在同一工作温度下的情况

时，应保证熔断器在该温度下200%额定电流时的熔断时间，小于线束在

该电流下的烟化时间。29第29页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算例用电器功率为40W12V（导线的环境工作温度为70度）峰值电流时间0.35秒

熔断器的环境工作温度70度计算导线线径和熔断器容量30I负载=40W12V×13.8V12VI负载=3.83A1If=负载电流负载特性系数×温度系数负载峰值电流系数×If=3.83A0.7×｛1-0.15%(70-23)｝×0.7If=8.41A2根据If为8.41A，选择10A的熔断器。4根据“电缆与融断器的匹配原则”的a项，10A的熔断器在70度时的最佳负载电流为10A×0.7×｛1-（70℃-23℃）0.15%｝，结果为6.5A，根据此参数选择电缆截面积。5根据负载电流3.83A初步确定电缆的截面积为AVS0.3或AV0.5。3第30页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算31例根据“电缆与融断器的匹配原则”的b项，熔断器在70℃5秒钟的熔断电流为10A｛1-（70℃-23℃）0.15%｝×200%，结果为18.59A。通过将18.59A带入上面的“线缆的熔断时间和电流”的表格中，AV和AVS的线束在18.59电流下的熔断时间都大于5秒钟。7通过查询“线缆容许电流和电压降”，因线缆的工作温度为70度，可以选择0.75f或0.85的AV的线束，或选择0.85的AVS线束。6第31页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AV线缆的熔断时间和电流32第32页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AV线缆的熔断时间和电流（40℃）时间：s33第33页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AV线缆的熔断时间和电流34第34页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AVS线缆的熔断时间和电流35第35页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AVS线缆的熔断时间和电流（40℃）36第36页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AVS线缆的熔断时间和电流37第37页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AVX线缆的熔断时间和电流38第38页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AVX线缆的熔断时间和电流39第39页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AEX线缆的熔断时间和电流40第40页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算AEX线缆的熔断时间和电流41第41页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算熔断器的熔断时间和电流4、与融断器匹配的电缆长度的计算

以快速融断器为例，在线束短路时，为了让融断器快速断开，线束

的短路电流应大于融断器在其工作温度下额定电流的200%（慢熔断

器为500%）。所以要求融断器匹配的电缆的电阻小于等于熔断器容

许的电阻。42第42页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算公式为：r线≤12V——————I熔断器×200%线束长度：L=r线——rr=r20｛1+0.00393（T1-20)｝I融断器=

I23｛1-（T1-23)0.15%｝注释：

r线为与融断器匹配电缆的容许阻值（单位：mΩ)L为与融断器匹配的电缆的长度（单位：米）r20为20℃时的电缆导体电阻（单位：mΩ)

I融断器为熔断器在T1温度下的额定电流（单位：A)T1为熔断器工作环境温度×100043第43页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算例

熔断器10A（工作温度40度）

电缆AVS0.5mm（工作温度40度）

r=r20｛1+0.00393（T1-20)｝r=32.7mΩ｛1+0.00393(40-20

)r=32.7mΩ×1.0786r=35.27022mΩI融断器=I23｛1-（T1-23)0.15%｝I融断器=10A｛1-17×0.15%)I融断器=10A×97.45%I融断器=9.745Ar线≤——————I熔断器×200%×100012Vr线≤615.7mΩ——rr线L=——-------35.27022mΩL=≤615.7mΩL≤17.45m4412345第44页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算熔断器和连接电缆（环境温度在40℃时AV和AVS电缆）方额定电流界面面积（mm2)过流容许电缆电阻类型刃型熔断器大电流熔断器45第45页/共58页1.3汽车线束与融断器的匹配计算熔断器和连接电缆（环境温度在80℃时AVX电缆）方额定电流界面面积（mm2)过流容许电缆电阻类型刃型熔断器大电流熔断器46第46页/共58页1.4线束起火分析起火原因基本由以下几种引起：1、线束的阻值大于融断器的容许的阻值，在电缆短路时因电流小于融断

器的200%，所以融断器不能立刻断开，导致电缆发热起火。2、电缆的绝缘层破损，与车架虚接，使熔断器与线束虚接点之间的阻值

大于融断器的容许电阻，因融断器不能立刻断开，导致电缆发热起火。3、设计错误，使电缆长期处于过载状态。4、使用了劣质熔断器，在规定的电流下不能立刻断开。5、用电器内部短路，因电流小于熔断器的断开电流，所以导致用电器起

火。47第47页/共58页1.4线束起火分析48第48页/共58页2.1线束布置基本要求1、线束走向的注意事项

a、线束应沿着车身的边，槽，梁等部位走线，以避免线束承受压力。b、为了降低线束的长度，尽量选择H型布线。c、在线束过锐边或过孔时应注意保护。d、布线时尽量避开或远离热源。f、确保与运动件之间留有安全距离g、车身外部插接件应注意防尘防水。h、对于线径d小于等于35mm的线束，线束内圆角半径r应大于d。

当线径d大于35mm时，线束内圆角半径r应大于1.2d。i、不允许出现大于300mm的隔空布线。j、插接件尽量避免垂直布置，以防尘防水。k、线束布置应避开燃油管路。l、门线束的孔位要低于车身侧的孔位，以免液沿着线束流进车身内部。

49第49页/共58页2.1线束布置基本要求2、线束的布置应便于安装和维修

a、所有线束的插接件应布置在手可以触及的位置，或简单拆卸

一些车身件后，可以触及插接件。b、对于只能用一只手插拔的插接件，另一端插接件应固定在车身上。c、在同一部位的插接件应用颜色，大小，内部定位等方法，防止错装。

d、插接件末端的线束应预留一定的长度，以便于插接件的插拔，

对于开关端的线束，建议预留80-100mm。仪表，音响，空调面板等维修率比

较高的电器件，其后端线束预留到可以容易插拔的长度。e、保险盒的线束要留有足够的余量，以方便保险盒的拆卸。f、线束要充分考虑可更换性，因而要根据车型的实际情况和结构，进行

合理分段。50第50页/共58页2.1线束布置基本要求3、线束固