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官方商城在現(xiàn)代汽車(chē)上,電子控制系統(tǒng)與線束有著密切關(guān)系。如果把微機(jī)、傳感器與執(zhí)行元件的功能用人體來(lái)比喻，可以說(shuō)微機(jī)相當(dāng)于人腦，傳感器相當(dāng)于感覺(jué)器官，執(zhí)行元件相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)器管。顯然，只有頭腦和各種器官，沒(méi)有神經(jīng)和血管，人體的手足將不能發(fā)揮應(yīng)有的功能。
連接汽車(chē)的電氣電子部件并使之發(fā)揮功能的電線束，就是起汽車(chē)中“神經(jīng)與血管”的作用。線束是由構(gòu)成電路的電線組成，它既要確保傳送電信號(hào)，也要保證連接電路的可靠性，向電子電氣部件供應(yīng)規(guī)定的電流值，防止對(duì)周?chē)娐返碾姶鸥蓴_，并要排除電器短路。
汽車(chē)的線束從功能來(lái)分，有傳遞傳感器輸入指令的信號(hào)線和運(yùn)載驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件(作動(dòng)器)電力的電力線二種。信號(hào)線是不運(yùn)載電力的細(xì)電線(光纖維通信)，電力線則是運(yùn)送大電流的粗電線。例如信號(hào)電路用的導(dǎo)線截面積為0.3、0.5mm2；在電機(jī)、執(zhí)行元件用的導(dǎo)線截面積為0.85、1.25mm2，而電源電路用導(dǎo)線截面積為2、3、5mm2；而特殊電路(起動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)接地線等)則有8、10、15、20mm2不同規(guī)格。導(dǎo)線截面積越大，電流容量也越大。電線的選擇，除了考慮電氣性能外，還要受到車(chē)載時(shí)物理性能的制約，因此其選擇范圍很廣。例如，出租汽車(chē)上的頻繁開(kāi)/關(guān)的車(chē)門(mén)和跨越車(chē)身之間的電線應(yīng)該由撓曲性能良好的導(dǎo)線構(gòu)成。在溫度高的部位使用的導(dǎo)線，一般采用絕緣性和耐熱性良好的氯乙烯、聚乙烯包覆的導(dǎo)線。近年來(lái)，微弱信號(hào)電路使用的電磁屏蔽線也不斷增加。
另外，連接線束與電子、電氣部件、電路的重要部件——接插件近年來(lái)也不斷進(jìn)行改進(jìn)。例如采用電阻焊制造的車(chē)用接插件與新型線束材料成功應(yīng)用于車(chē)頂模塊(roof module)上。
隨著現(xiàn)代汽車(chē)安全性、舒適性及環(huán)保要求的不斷提高，汽車(chē)上的電路數(shù)量與用電量顯著增加，從而使大量線束在有限的汽車(chē)空間中如何更有效合理布置已成為汽車(chē)制造業(yè)面臨的問(wèn)題。本文以汽車(chē)線束為中心，并對(duì)車(chē)載通信技術(shù)的現(xiàn)狀與今后發(fā)展動(dòng)向作概要介紹。
汽車(chē)線束的發(fā)展概況
汽車(chē)線束為了適應(yīng)車(chē)輛的高功能化和用戶(hù)需求的多樣化，在車(chē)上占用空間逐漸擴(kuò)大。而事實(shí)上，為了提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和減輕重量，電線本身從原來(lái)的AV線不斷減少直徑，經(jīng)過(guò)AVS線到AVSS線。線束直徑不斷減少。而且近年來(lái)多路傳輸技術(shù)(車(chē)載局域網(wǎng)(LAN))的應(yīng)用使得電路數(shù)大為減少。圖1表示1800～2000mL排量級(jí)的乘用車(chē)上的電路數(shù)與線束最大直徑的變化過(guò)程。但是從線束的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，其車(chē)載數(shù)量仍然在增加，而在高級(jí)轎車(chē)上電路數(shù)甚至超過(guò)2000個(gè)。
作為減輕線束重量的有效方法之一是電源電壓采用42V。從電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向(EPS)或電動(dòng)空調(diào)裝置等要求大電力負(fù)荷來(lái)看，由于在不增加電流的條件下(電線截面積不增加)有可能增加電力供應(yīng),因此被認(rèn)為是一種有效方法。另一方面,隨著電源電壓上升,也發(fā)生電磁噪聲或漏電等安全問(wèn)題,不得不采取帶屏蔽的導(dǎo)線或防水接插件,于是又使線束的重量增加。因此,隨著車(chē)載局域網(wǎng)應(yīng)用的普及,要求采用對(duì)電磁干擾具有高屏蔽特性的導(dǎo)線材料。
在多路通信功能方面，由于通信量增加以及擴(kuò)大在安全功能方面的應(yīng)用與多媒體信息的獲取，在這種發(fā)展形勢(shì)下向更高速、高可靠性的通信協(xié)議發(fā)展。預(yù)計(jì)今后，不僅在車(chē)輛內(nèi)部，而且在道路與車(chē)輛之間，車(chē)輛與車(chē)輛之間等領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將進(jìn)一步獲得應(yīng)用。導(dǎo)線作為汽車(chē)內(nèi)部的通信介質(zhì)，將向高速化、耐電磁干擾而且向“光化”(即采用光導(dǎo)技術(shù)發(fā)展方向)變化。
車(chē)用線束的高電壓化(42V)
由于線束電源電壓高壓化，使消耗電流降低，電線直徑減少，因此為線束輕量化與提高線束在車(chē)上的組裝方便性提供了可能?？墒牵娫措妷簭默F(xiàn)有的14V提高到42V，約提高2倍，就會(huì)產(chǎn)生很多必須解決的課題。
●泄漏
●短路
●電蝕
●電磁噪聲
●電弧放電
其中最重要也是最不易解決的是電弧放電。電弧放電是指通電中，當(dāng)觸點(diǎn)或端子分離時(shí)發(fā)生的放電現(xiàn)象。在42V場(chǎng)合，這時(shí)稱(chēng)為穩(wěn)定電弧就會(huì)發(fā)生。這種電弧與14V電源電壓相比，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其放電能量也非常大。電弧的中心溫度高達(dá)幾千度，這是非常危險(xiǎn)的現(xiàn)象。
特別是插接件拔出時(shí)發(fā)生的電弧放電，由于與用戶(hù)直接接觸，因此盡早采取相應(yīng)保護(hù)措施。以下介紹如何防護(hù)插接件的電弧放電的措施。
● 采取最優(yōu)化的端子材料
● 有效分散端子雙觸點(diǎn)的電弧放電能量
● 改進(jìn)插接件殼體以提高插接件的拔出速度
● 采用磁鐵消除電弧放電
實(shí)施42V電氣系統(tǒng)將從雙電壓(14V、42V)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)起步，逐步過(guò)渡到單一42V電氣系統(tǒng)，需要多長(zhǎng)時(shí)間才能完成由14V向42V轉(zhuǎn)變，取決于汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展和消費(fèi)者承受能力。
車(chē)內(nèi)局域網(wǎng)(LAN)通信協(xié)議的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向
隨著電子技術(shù)在汽車(chē)上廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致車(chē)身布線龐大而復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計(jì),一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高級(jí)轎車(chē)中，其導(dǎo)線長(zhǎng)度可達(dá)2km，電氣接點(diǎn)可達(dá)1500個(gè)，因而汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。
很早以來(lái)，多路通信技術(shù)被看成解決車(chē)用線束不斷增加的方法。世界各大汽車(chē)制造公司都制定專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)?？墒牵嗦吠ㄐ偶夹g(shù)由于價(jià)格昂貴只用于高級(jí)車(chē)上。近年來(lái)，車(chē)用電子系統(tǒng)不斷增加，數(shù)據(jù)輸送速度不足，并且小型經(jīng)濟(jì)型車(chē)也要求向高功能方向發(fā)展，再加上線束不斷增加，形成“肥大化”，因此，以此為背景，自2000年開(kāi)始，在國(guó)外轎車(chē)上開(kāi)始使用控制器局域網(wǎng)(CAN)的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。
現(xiàn)在,最多使用的通信協(xié)議就是高速CAN，其中最重要的局域網(wǎng)應(yīng)用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)與部件車(chē)身系通信?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(CAN)的特點(diǎn)是，事件觸發(fā)器(Event?trigger)、CSMA/CA方式(如果總線空載，則所有電控單元均能發(fā)出信號(hào)，而當(dāng)信號(hào)沖突時(shí)，讓高優(yōu)先度信號(hào)先發(fā)出，然后再是其他信號(hào)發(fā)出)。當(dāng)網(wǎng)上信息量增加時(shí)，就很難保證響應(yīng)時(shí)間和預(yù)測(cè)性。在現(xiàn)代高級(jí)轎車(chē)上設(shè)有70個(gè)以上電控單元，由于網(wǎng)絡(luò)上信息量有不斷增加的趨勢(shì)，所以網(wǎng)絡(luò)加以分割，在每一個(gè)車(chē)身系或動(dòng)力傳動(dòng)系分別設(shè)有網(wǎng)絡(luò)，只有必需的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)間連接器(gateway)進(jìn)行轉(zhuǎn)接(在車(chē)輛內(nèi)應(yīng)用二個(gè)通信協(xié)議)。
