低壓線束設計 & 解決方案

低壓線束設計和解決方案的技術規範

我. 核心設計原理及關鍵技術
‌3D建模與動態模擬‌‌
CATIA, 採用UG等3D軟體模擬線束佈置, 動態驗證與周圍組件幹擾的風險, 優化分支路徑與定點分佈, 並達到80%以上的類比精度‌‌.

結合車輛的功能分區 (例如引擎室和駕駛室), 規劃安全帶方向時應避免移動部件和尖銳區域，以減少動態磨損的風險‌.

‌線材與端子匹配優化‌
根據負載電流和耐熱性選擇線徑, 壓接後的接觸面積計算公式為 “導體截面積×壓縮比” 確保電氣性能和機械強度‌.

特殊場景 (例如防水和屏蔽) 採用電鍍端子或具有絕緣壓接結構的連接器，解決銅、鋁的電化學腐蝕問題‌.

我國低壓線束的設計及功能應用

‌保護固定設計‌‌
外層防護採用波紋管及耐磨編織網, 並在底盤等易損部位疊加硬外殼，提升抗衝擊能力‌‌. 固定扣間距≤300mm, 並結合自鎖結構，優化機械分佈，防止震動、脫落.

2. 技術創新與材料升級
‌鋁芯載流線技術‌‌
以鋁代銅可使單車減重10kg. 大規模推廣後, 年銅消耗量可減少 300,000 噸, 同時解決銅短缺和碳排放問題. 透過表面處理和連接製程優化, 鋁的蠕變和腐蝕問題是可以克服的.

適應48V架構要求，支援高可靠連接場景 (例如新能源充電電路).

‌智慧連接解決方案‌
雷射雷達混合連接器整合GEMnet 10G差分連接，支援智慧駕駛高頻寬資料傳輸.

中國低壓線束製造商 & 供應商

小型化同軸接口 (伴侶斧, TMF) 實現相機的靈活配置, 螢幕和天線以減少空間佔用.

3. 典型故障模式及解決方案
‌動態干涉磨損‌優化線束路徑以避免移動部件, 並添加波紋管或編織網保護;
‌絕緣層壓壞‌採用硬質護套或調整固定點間距，避免線束穿過狹窄空間;
‌連接器進水‌使用IP67以上防水連接器, 密封端子壓接區域並添加防水膠圈;
‌線束拆卸‌採用自鎖式卡扣優化固定點的機械分佈 (例如懸吊過渡段的雙層固定);

4. 測試驗證與成本控制
‌性能測試‌
‌DV測試‌: 模擬振動、防水等極端工況，驗證線束的可靠性‌.
‌拉拔力測試‌: 端子與導線之間的結合強度必須≥0.40mm延伸 (#18 AWG 線)‌.

‌成本削減策略‌
透過3D數位建模優化電線長度和分支位置，減少冗餘電線和連接器的使用 (減少約 15%)‌. 模組化設計 (如FFC扁平軟電纜) 降低客製化開發成本，適應智慧座艙和域控需求.

v. 典型應用案例
‌智慧座艙線束: 帶有MATE-AX同軸連接器的屏蔽低壓線束，減少高壓系統對音視頻訊號的干擾.
‌新能源充電線束: 整合鋁芯載流線技術, 充電電路重量減輕 20%, 散熱效率提高 30%.

透過以上設計和技術創新, 低壓線束滿足了新能源汽車輕量化的嚴格要求, 智慧性和可靠性, 幫助汽車製造商實現成本降低, 效率提升與永續發展目標.

NVH 是噪音的縮寫, 振動, 和嚴酷. 是衡量汽車製造品質的綜合指標. 在本文中, 線束工程師主要從設計角度分析汽車NVH和線束噪聲, 結合實車同步開發經驗.
車內乘員的舒適度以及振動引起的汽車零件的強度和壽命都屬於NVH研究的範圍.

汽車低壓線束設計規範

汽車NVH的重要性
一般來說, NVH性能直接決定車輛行駛過程中的舒適程度. NVH 分數越高, 車輛的整體舒適度越高, 反之亦然. 同時, 汽車NVH問題一直是各大汽車製造商和零件供應公司最關心的問題之一. 據統計, 關於 1/3 的車輛故障問題與車輛的 NVH 問題有關, 並且幾乎 20% 各大汽車製造業的研發費用都花在解決車輛NVH問題上2。. 線束產生異響的原因

2.1 準備金太長
2.1.1 行權保證金過高
運動部件線束分支的運動餘裕較長. 當相關電氣元件動作時, 線束分支容易與周圍環境接觸, 引起異常噪音. 實際使用過程中, 汽車的與運動相關的部分, 例如汽車座椅 (通常是前排座位), 轉向柱, 儀表板手套箱, ETC。, 會經常搬家. 將線束佈置在運動部件上時, 有必要增加移動餘裕, 那是, 當組件移動時, 線束不能限制其運動. 當然, 行權保證金越長, 更好. 設計時, 應製作各運動方向極限位置運動部件的線束路徑, 最長路徑的尺寸應作為此線束段的暫定尺寸, 然後再次模擬各個位置的暫定尺寸是否會幹擾周圍的配件. 如果有乾擾, 應重新選擇線束固定點或與周圍部件協商避免. 如果核實後沒有乾擾, 此段尺寸為合理線束設計尺寸, 如圖所示 1.

2.1.2 裝配餘量太長
在汽車生產和組裝過程中, 如果操作空間不足, 需要預留集會津貼. 然而, 如果組裝邊距太長, 容易造成線束分支對周圍環境的干擾, 引起異常噪音. 主機廠生產車間內, 為了提高生產效率, 有些零件通常是單獨離線組裝，然後在組裝線上組裝, 例如副儀表板, 前保險桿和後保險槓, ETC. 此時, 我們在設計初期需要預留對接餘量，方便工人組裝. 對於這些內聯對接的組裝餘量, 線束分支一般要求120~140mm, 如圖中紅色標記處 2.

在一些電器元件的組裝過程中, 如果先固定電氣元件, 線束端的連接器將因操作空間不足而無法組裝. 這就需要拔出線束端的連接器來與電氣元件連接, 然後把它推回去, 最後將電氣元件固定在原來的位置. 那麼這些線束分支就要求我們預留裝配餘量. 用於電氣元件的組裝餘量, 線束分支一般需要加長60~80mm, 如圖中紅色標記處 3.

只要滿足組裝條件, 裝配餘量越短, 線束方向越可控, 與周圍環境接觸的機率越低, 線束分支產生異常雜訊的機率越低. 此外, 絲絨膠帶優先用於覆蓋具有裝配餘量的線束分支, 可減少線束與周圍環境幹擾而產生的異常噪音.

2.2 固定點之間的距離太長
線束相鄰兩個固定點之間的距離較長, 容易產生晃動和異常噪音的地方. 線束上的卡扣紮帶的作用是固定線束分支並限制其方向. 消除扣環所降低的成本是微不足道的, 但副作用卻非常明顯: 實際線束分支方向與資料中的狀態有很大差異. 所以, 相鄰兩個固定點的尺寸不得超過200mm. 線束分支與周圍環境是否無幹擾點, 線束分支段為直線段, 兩個固定點之間的距離不應超過300mm. 此外, 線束分支引出點或固定點至護套末端的尺寸不得超過150mm. 當兩個固定點之間距離過長且與周圍環境差距較小時, 在線束製造過程中修正公差後, 實際組裝過程中線束分支會鬆脫或扭曲, 且容易對周遭環境造成乾擾. 汽車行駛時產生異常噪音, 從而影響騎乘體驗.

2.3 扣環領帶選用不合理
如果扣環領帶選擇和設計不合理, 它可能會搖晃或掉落, 引起異常噪音. 每個按扣都有自己的尺寸和厚度以適合安裝孔. 在其適應範圍內, 當頭部插入力≤60N且拔出力≥120N時, 可避免扣環失效. 如果扣環失效, 不僅汽車行駛時會產生噪音, 但固定線束也會晃動並與周圍環境接觸, 引起異常噪音.
在線束設計初期, 應優先使用普通圓腰紮帶, 這不僅可以降低設計成本, 而且還約束線束的方向. 盡量避免使用一些異型卡扣和偏置T型卡扣，防止因汽車本身的振動導致卡扣晃動, 從而產生異常噪音.

從線束設計角度降低車輛的NVH
3.1 線束本身的降噪
設計時, 充分考慮線束本身可能產生的異常噪音. 線束本身產生的異常噪音對乘員來說是最直接的. 所以, 設計時, 我們必須模擬合理的運動過程和組裝過程, 選擇合理的線束固定點, 並選擇合適的領帶扣. 此外, 線束分支靠近室內的區域, 建議全部用絨布包裹以降噪。 3.2 鈑金降噪
盡量避免在防火牆鈑金和下部車身鈑金上開孔. 當汽車行駛時, 部分噪音和振動來自底盤. 如果在防火牆鈑金和下車身鈑金上多開孔來固定線束, 汽車在高速行駛時會產生較大的噪音和振動, 增加NVH, 並降低了汽車的舒適度. . 所以, 應盡可能使用螺柱卡將線束固定在防火牆鈑金和下車身鈑金上. 設計過程中, 鈑金工程師被要求焊接直徑 5mm 或 6mm 的螺柱以固定線束. 如果有一些不可避免的線束過孔, 嘗試打開較小的孔. 開口尺寸是基於要刺穿的最大護套. 常用開孔尺寸為最大開孔護套對角線尺寸, 加6mm作為開口直徑. 那是, 兩側留3mm間隙，保證最大護套能穿過鈑金孔，同時減少鈑金開口. 可以最大限度地減少底盤的噪音和振動.

3.3 用隔音棉和地毯降噪
盡量避免壓縮保溫棉的厚度和減少地毯上的開口. 隔音棉和地毯屬於軟質內飾，具有隔音降噪的功能. 厚度越厚, 隔音效果越好.

3.3.1 隔音棉
隔音棉的厚度一般在 10 和 20 毫米, 主要佈置在乘客艙罩及左右後輪罩上. 對客艙隔音起著至關重要的作用. 因為隔音棉是緊貼車身鈑金安裝的, 線束固定在車身鈑金上, 如圖所示 4 (棕色部分是隔音棉). 所以, 造成與線束接觸的隔音棉厚度不能太厚, 否則線束無法固定在鈑金上. 有隔音棉的區域, 應優先使用螺柱卡來固定線束. 這樣, 隔音棉只需開小孔即可避免螺柱. 同時, 螺柱也應優先考慮較長的規格, 如高度為20mm的螺柱. 這樣, 隔音棉可留8~9mm厚度, 從而提高隔音棉的隔音效果. 如果車身的某些區域沒有焊接螺柱, 您可以使用帶有長圓孔的凸扣來達到相同的效果.

3.3.2 地毯
地毯的厚度一般在10~60mm之間, 可以大幅降低底盤的噪音和振動. 地毯安裝在線束和隔音墊對面. 地毯佈置在線束頂部, 如圖所示 5 (青色部分是地毯). 所以, 地毯下的線束應盡量避免使用高位卡扣，不要壓縮地毯內泡棉棉的厚度. 如果某些線束有分支, 例如座椅線束分支, 需要穿過地毯連接電器設備, 需要地毯開口. 一般來說, 開口尺寸比線束分支直徑大10mm. 同時, 以孔中心為原點，開十字槽. 凹槽長度比護套最大可穿透對角線長度長20mm，以方便護套穿過，避免開較大過孔影響地毯隔音效果.

04 結論
一輛汽車由超過 20,000 部分, 而汽車NVH是一個綜合性問題，幾乎涉及汽車的各個部分. 線束產生的噪音, 被譽為“車中之器”, 通常位於乘客艙內最直接的位置. 所以, 設計線束時, 應重點關注線束佈置可能引起的噪音和異響，避免因線束佈置不合理而導致汽車行駛時出現振動和異響. 進而影響汽車的駕駛體驗.