汽車線束是汽車重要的組成部分，其重量大概占整車重量5%。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展壯大，汽車對輕量化設(shè)計越來越重視起來。線束作為汽車的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也應(yīng)該對線束自身的輕量化設(shè)計開始重視起來。
 
       汽車線束的組成部分有導(dǎo)線，接插件，線束包扎物，卡扣，橡膠件等，其中導(dǎo)線占線束總成的重量比重巨大，達(dá)到70%以上，包扎物占比大概在20%左右。因此，作汽車輕量化設(shè)計的時候，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注導(dǎo)線和包扎物這塊。這里我們主要談?wù)勅绾谓档蛯?dǎo)線的重量。
 
       降低導(dǎo)線的重量，主要從三個方面入手，一是減少導(dǎo)線的長度，二是減小導(dǎo)線的截面積，三是使用輕型材料。
 
1、減小導(dǎo)線的長度
 
       導(dǎo)線長度的降低，主要有兩個方面，即布置優(yōu)化和原理設(shè)計優(yōu)化。
 
1.1布置優(yōu)化
 
       線束布置優(yōu)化設(shè)計，要求將線束的路徑設(shè)置成最短。這是線束進(jìn)行輕量化設(shè)計主要考慮的方面。
 
舉例說明：
       1、降蓄電池與機(jī)艙保險盒布置在同一側(cè)，這樣可以大大的減少蓄電池到機(jī)艙保險盒正極電源線的長度。
       2、將機(jī)艙保險盒/蓄電池布置在靠近發(fā)電機(jī)的一側(cè)，這樣可以大大減少發(fā)電機(jī)充電正極線到保險絲盒的長度。
       3、將機(jī)艙保險絲盒/蓄電池布置位置盡量靠近機(jī)艙前圍鈑金，這樣可以極大的縮短電源線到儀表電器盒的尺寸。
       以上3點(diǎn)主要是針對粗線徑的電線的長度優(yōu)化，這在整車布置前期主要考慮，這些方案對線束成本和輕量化改善效果很大。如下圖大眾邁騰的蓄電池與機(jī)艙保險盒的布置。
 
       另外，再補(bǔ)充一下線束路徑的選擇，要求還是一個，盡量簡短繞線的長度。
 
       如下圖所示，圖中A是電源，它需要連接到用電器B和用電器C為用電器，圖中的三種方式都可以實(shí)現(xiàn)有效的連接。但是布置1明顯比布置2和3回路更短。
       再比如某重卡的底盤線束，左為優(yōu)化前，右為優(yōu)化后的。該重卡車型的底盤線束總成重量從優(yōu)化前的11.7kg，布置優(yōu)化后降低為6.52kg。（來源汽車電器雜志數(shù)據(jù)）
2、原理優(yōu)化
 
       原理優(yōu)化設(shè)計可以從根源上進(jìn)行線束輕量化話設(shè)計，但是這塊需要經(jīng)驗豐富的工程師進(jìn)行指導(dǎo)，并且經(jīng)過專家組評審及相關(guān)必要實(shí)驗驗證通過后才可施行。大體上來講關(guān)注以下幾個方面：
 
       1 保險設(shè)置是否合理？是否有可能降低保險絲的容量，以便進(jìn)行相關(guān)線徑的減小，最終將回路導(dǎo)線重量減輕。
 
       2 將同類型的用電器的保險絲共用，從而減少電源回路
 
       3 搭鐵優(yōu)化設(shè)計，將搭鐵合并，減少搭鐵回路
 
       4 搭建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使用CAN總線，LIN線技術(shù)，減少線束回路.（這點(diǎn)相信目前大部分車輛都采用了）
 
       5 對于信號交互類的導(dǎo)線，使用規(guī)格更小的導(dǎo)線。比如使用0.35的導(dǎo)線替代0.5的。目前小線徑的導(dǎo)線是一個趨勢，比如目前比較火熱的0.13規(guī)格的導(dǎo)線。這里順帶提一句，目前0.13線徑的導(dǎo)線的技術(shù)難點(diǎn)在于抗拉強(qiáng)度及壓接強(qiáng)度上。導(dǎo)線越是細(xì)，其抗拉強(qiáng)度越是低，細(xì)小的導(dǎo)線直徑容易被拉斷。目前，0.13平方毫米導(dǎo)線的壓接工藝主要是DOUBLEX壓接，即此壓接工藝是將0.13平方毫米導(dǎo)線的剝線留長一點(diǎn)，而后將其對折并進(jìn)行壓接。但是這種方式比較費(fèi)力，如下圖：
3、使用輕型材料
 
       輕型材料這塊目前來看有兩個方面，一是使用薄壁導(dǎo)線，降低絕緣皮的重量；一是使用鋁導(dǎo)線。
 
1、薄壁導(dǎo)線
 
       超薄壁導(dǎo)線PPE的應(yīng)用是導(dǎo)線小型化的一個突破。通常來說，導(dǎo)線一般為PVC薄壁絕緣層(TW)，其壁厚為0.4mm，新型超薄壁絕緣層（UTW），其壁厚為0.2mm，就拿0.35mm2導(dǎo)線為例，如圖29所示，超薄壁導(dǎo)線較薄壁導(dǎo)線減少了27%直徑，47%體積和30%多的重量，其輕量化效果明顯。
2、鋁導(dǎo)線
 
       隨著銅價的不斷飆升和鋁材料導(dǎo)線不斷推廣應(yīng)用與技術(shù)的進(jìn)步，即便鋁的導(dǎo)電性和安全性低于銅，線束的材料還是不斷的被鋁線代替。在高壓導(dǎo)體和車用低壓線纜領(lǐng)域，鋁導(dǎo)線材料已經(jīng)成為了銅材料的有力競爭者。鋁導(dǎo)線的運(yùn)用也是一個方向。
 
       目前鋁導(dǎo)線的技術(shù)難點(diǎn)有兩個方面，1鋁導(dǎo)線與銅質(zhì)接線端子壓接面臨的諸多技術(shù)難題；2鋁線與銅線壓接工藝的一致性不好。因此，鋁導(dǎo)線在線束上運(yùn)用的還不是很多，目前主要應(yīng)用在電池正負(fù)極等大線徑的導(dǎo)線，相關(guān)的電源端子也逐步用鋁材代替了銅材。
 
       下圖為沃爾沃L421項目汽車的發(fā)動機(jī)線束，其中電源線部分回路使用了鋁線替代。原本導(dǎo)線回路為25平方的銅線，長度1200mm，現(xiàn)用42平方的鋁線作為替代。此電源線在沒使用鋁線時，重量為1039克，經(jīng)過鋁線替代后，線束大概為700克，單根線減重約32%。
以上就是關(guān)于汽車線束輕量化的方案；大家有更好的思路歡迎在留言區(qū)和大家一塊分享交流下。

來源：線束工程師散漫