面對汽車電子電器架構的不斷演變, 汽車線束將面對 新的技術變革。 汽車電線束在不斷提高其安全性的前提下 向輕量化、 高壓化、 模塊化及加工智能化的趨勢越來越明 顯。 基于減小空間、 系統降重降低油耗的要求, 整車線束 中鋁線、 高強度細線、 護板發泡等線束輕量化技術不斷得到應用。 

1)細導線技術。汽車上普遍使用的信號線的線徑導線 為 0.22mm2、 0.35mm2,信號線的導線利用率一直很低 , 0.22mm2、 0.35mm2的銅導線可以承受10A左右的電流 (環境溫度24℃), 但是信號線內真正流通的電流往往只有幾毫 安, 這樣資源的浪費成為很多線束生產廠家關注的焦點。 更 小 線 徑 的 電 線 如 高 強 度0.13mm2 電 線 ( 圖 3)代替0.22mm2、 0.35mm2的信號線是電線行業未來發展的必然趨勢。 細線的應用關鍵在于提高細線的強度及壓接工藝技術的開發。 

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2) 鋁導線技術。 基于系統降重和成本控制, 新型基材 鋁及鋁合金導線 (圖4) 是整車線束輕量化的主要發展方 向。 鋁 (Al) 的質量比銅 (Cu) 輕2/3左右, 這種輕型材料 可以降低電纜線束的整體質量。 即使考慮到導電性和密度的關系, 具有相同電阻的鋁線仍然比同等的銅線輕50%左右。 鋁是一種供應量充足、 容易獲取導電用的基礎材料, 其價格將相對穩定且低于銅的價格, 對成本有著比較好的 控制。 鋁線應用關鍵在解決銅鋁接觸的電偶腐蝕問題, 目 前主要采用銅鋁端子壓接或鋁線與銅端子超聲波焊接的方式來解決電偶腐蝕問題。 對于焊接端子結構設計也非常重 要, 通過專利結構設計 (圖5) 可以很好保證拉脫力達到 銅線的拉脫力。 通過銅鋁轉換頭將銅電纜和鋁電纜相連接 專利設計 (圖6), 也能夠實現鋁電纜替代銅電纜。 這樣既保留了銅端子的優點,亦使電線束的質 量縮小為 原 來 1/4~1/2, 解決了端子空間的 限 制 問 題 。鋁線技術除在比較粗的汽車蓄電池線應用 外,細線上也開始得到應 用 。 鋁線在高壓線束上的應用更有意義, 有利于電動車續航里程的增加。

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3)薄壁(圖7)及新型低密度 絕 緣 材 料導線技術。0.13mm2細線采用超薄壁PVC可 減 重13%,減少體積24%。采用低密度PPE絕緣材料0.35mm2線 減 重30% , 直徑降低27%。

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4) 護板支架的微發泡技術。 聚氨酯發泡技術可有效降 低線束質量, 作為支架可防止翹曲、 提高精度、 抗油污和粉塵能力強, 安裝后沒有噪聲等優點。 利用聚氨酯發泡成型完成的線束 (圖8來源網絡) 具有很好的導向性, 安裝方 便。 工人只需要在拿到線束之后按照成型的方向和路徑就可以一步到位, 進行安裝而且不容易出錯, 且可依據車身 空間做自由的三維造型制成各種不規則形狀。 但發泡材料制成的線束需要在前期有很大的固定設備投資, 故很多線 束廠商沒采用。

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5) 光導纖維技術。 基于光導纖維 (圖9) 數據傳輸技 術, 實現娛樂系統、 空調系統等電子設備的互聯和控制。 開發并搭載光導纖維等新型基材導線技術也是整車線束系 統輕量化的發展方向之一, 同時能優化改變線束布置。 

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6) 線束的模塊化設計。 線束零部件的組合數量和復雜程度是由車輛配置表上有多少選擇配置來決定的。 隨著汽 車功能配置的增加, 汽車線束越來越復雜。 通過低壓線束設計的標準化和功能的模塊化來簡化線束是目前行業追求的目標, 特斯拉在線束模塊設計 (圖10) 上為線束設計提 供了一些啟示。

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7) 無線傳輸。 云計算和5G的鋪設速度加快, 云平臺 的計算、 存儲能力和5G的傳輸速度為智能座艙的域控制器 的大數據量、 低延遲需求提供了保障。 而其中智能座艙域為汽車近幾年發展的核心。 圍繞智能座艙及自動駕駛域控 制 器的產品也將成為未來需求量最大的產品 。智能座艙(圖11)安全性不大的車載連接逐漸開始無線化傳輸的探索研究。

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8) 柔性化平面電路及平面電纜的應用。 采用平面材料 柔性化平面電路或平面電纜 (圖12圖片來源網絡) 在配線 空間非常有限的汽車車頂、 車門等可以在提高車廂空間的前提下保證線束布線的有效性。

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 9) 高壓線束超聲波焊接技術。 由于大平方超聲波焊接的高壓線束的拉脫力、 接觸電阻、 穩定性相對傳統的壓接技術具有一定的優勢, 超聲波焊接技術開始在高壓線束上得到推廣應用 (圖13)。 采用導體與高壓端子尾部超聲波焊 接的方式來保證其機械和電氣性能, 這種方式不僅可以實 現銅導體與銅端子的焊接, 而且能實現鋁導體與銅端子的 焊接。

10) 電動車電池包銅排或鋁排的應用。 緊湊型電池組內 , 包 括 硬 銅 排 和 軟 銅 排 (圖14) 都 在 新 能 源 汽 車 電 池 包中得到應用。 為實現輕量化鋁排也開始嘗試應用到電池組內。

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目前, 3D打印技術在線束設計制造上也有技術人員開 展探索。