
汽車線束是汽車電路的網絡主體,是由銅材沖制而成的接觸件端子(連接器)與電線電纜壓接后,塑壓絕緣體或外加金屬殼體等,以線束捆扎形成連接電路的組件,主要由導線、端子、接插件及護套等組成。汽車線束產品屬于定制型產品,不同整車廠商及其不同車型均有著不同的設計方案和質量標準。線束與汽車同步誕生的。汽車的初始狀態,結構簡單,機械控制占主導地位,在很長的一段時期內,人們更著重汽車機械性能方面的研究,汽車電線束僅作為整車的一個部件,始終沒有得到過重視,對其技術質量的評價也只是電路的導通與否,汽車電線束的加工工藝為手工的鉸接、焊接、栓接等落后工藝,其連接器等零件的可靠性、互換性和缺陷的可維修性就更差了。
80年代初,隨著機械制造業的發展,拉動了壓接工藝的進步和成熟,尤其是全自動壓接機的問世,使汽車電線束的制造技術產生了質和量的飛躍,汽車電線束的單線抗拉強度大大提高,機械性能趨于穩定,壓接點的電壓降可得到有效控制,信號在傳輸過程中的損耗降低,整車的可靠性成倍提高,同時汽車線束的功能由單一的供電回路擴大到信號傳遞。
進入90年代后,除原有的儀表系統、發動機系統、照明系統等日益完善外,相繼出現了安全氣囊系統、剎車防抱死系統、中控鎖電動門窗系統、防盜系統、電動座椅系統以及汽車音響系統和汽車導航系統等等,大大提高了汽車的智能和可靠性。汽車線束產品屬于汽車零部件,處于整個汽車產業鏈的中游,其上游產業為銅材、橡膠、塑料、電線線材等,下游則主要為汽車整車制造商及部分零部件配套供應商。
汽車制造業見證了機器人自動化的最高部署。焊接,組裝,機器維護,材料去除,零件轉移等是最適合機器人自動化的組裝操作。但是,對于需要判斷和決策的任務,機器人的性能仍有改進的空間。線束是汽車的神經系統,由多種尺寸和形狀的電線和連接器組件組成。線束在主控制單元,電池和汽車的各個部件之間傳遞各種控制和電源信號。將此類電纜與連接器組裝在一起需要很高的技術水平,并且最耗時。它涉及將電纜與適當的連接器配對,并將復雜的布線結構固定在汽車內部。傳統上,機器人很難在車身上安裝線束。因此,為了簡化與線束相關的復雜問題,正在采用多種方法來簡化線束體系結構并提高機器人的功能,簡化線束制造的目標需要堅持不懈地推動自動化,線束自動化 ;輕量化是其發展的神經系統。
1) 特斯拉的專利申請(US20190217794)要求在車輛制造過程中易于組裝線束。該專利還公開了減少導線的總長度。
2) Yazaki Corporation(其核心產品是汽車線束組件)正在致力于將控制信號從車輛的電子控制單元(ECU)無線傳輸到擴展系統中的電子設備。該公司最近獲得了一項專利(US10122125B2),其中要求保護一種車輛線束結構,該結構旨在將多個主要設備與通信線和信號線互連。每個系統都包括一個主設備ECU和一個有線連接到主電源線的輔助設備,其中兩個設備進行無線通信,從而減少了通信信號的額外接線。在附圖中,擴展系統中的每個電子設備包括無線通信接口。ECU確保與擴展系統中每個電子設備的無線通信通道,實現雙向數據通信以達到控制目的。
3)在美國專利申請No. 20190168698A1(受讓人:Yazaki Corp.),可以在連接電源和電氣部件的同時簡化電路主體的結構。通過將干線束穿過管狀外部構件的中空部分(例如,類似用于止水的索環)插入,可以減少構成干線束的電線的數量。與電路主體中的典型布線相比,這要容易得多
4)以色列的中小企業雅馬電子公司(YamarElectronics)專門研究在嘈雜的直流電源線上進行通信的技術。其目標是減少導線,從而降低成本和重量。Yamar引入了使用DC-BUS技術的“汽車電力線通信”,并使用現有的CAN和LIN協議在電力線上合并數據,從而消除了額外的束縛。提出的解決方案可以將總線束的長度從2km減少到20米。Yamar的專利申請US20180302187A1要求一種收發器以及通過噪聲通道(AC / DC線)進行異步數據傳輸的方法。該解決方案可用于車輛和商用卡車,以減少額外的布線要求。
汽車線束作為整車重要零部件,占整車總重量的2%,且隨著汽車電子設備的增加而繼續擴大,線束輕量化對單車能耗的降低越來越重要。汽車線束中銅導線重量占比達到75%,是主要的輕量化方向。
汽車線束輕量化主要包括材料輕量化、結構輕量化和布局優化。1)材料優化,鋁導線導電特性與銅接近,重量更輕,越來越多地被應用到電源線和信號線中;2)結構優化,信號線使用特細的銅導線,在保障電流導通的同時還可降低50%的線束重量;3)布局優化,汽車零部件頂級供應商博世和一流整車廠寶馬提出了域控制架構和電源分配架構的展望,新能源車領先車廠特斯拉在Model3上實現了域控制架構和電源分配架構的量產配套。
隨著車輛技術繼續推進,尤其是在自動和輔助駕駛領域,線束的復雜性只會繼續升級。先進的駕駛員輔助系統(ADAS)以及最終的自動駕駛汽車極大地增加了車輛上將配備的傳感器和執行器的數量。即使制造商合并了ECU以創建更集中的車輛體系結構,傳感器和執行器的顯著增加也將導致線束的尺寸和復雜度不斷增長。汽車工業向電動和電子汽車特征及部件的這些趨勢有望推動線束制造行業的增長。根據Future Market Insights 的一份報告,全球汽車線束市場預計到2025年將達到915.3億美元的價值,由于市場導向的趨勢,大家都想分一杯羹,各線束大廠都在研究用其它材質替代現有的銅材質,達到整車輕量化的目標;輕量化要求,在航空航天上也是一個越來越大的挑戰。
早期幾大線束配套廠商TE,Sumitomo,Furukawa,Yazaki等公司都對使用鋁或者鋁合金替代銅作為導電和信號傳輸的材質,也提出了一些可行性比較高,操作性比較強的方案。(這些技術性的文章,有的公開的,有的是保密性的,如果有心,都可以獲得。)因為使用鋁會比銅減重20%-40%,而且在成本上有優勢,同時在可能受水影響的區域使用這種耐腐蝕的材質,不需要做單獨的耐腐蝕處理。當然還有其他替代選項,最終目標都是取代笨重的銅電纜,但是,各種相關方案目前都是應用上沒有得到普及。“多年來,人們曾多次預測銅的內在衰落,但先進芯片技術與信號完整性設計方面的改進結合在一起,使工程師們能夠找到擴展銅實際帶寬的方法。”包括英國Trackwise開發的柔性線路板的線束技術(IHT),該技術有助于制造任何長度的柔性印刷電路。其公司制造了世界上第一個,最長的26米FPC,無需額外的線束即可支持電力和通信信號的控制和傳輸由于其輕量級優勢,該技術已在航天器中使用,并且可以在汽車中采用以實現同等優勢,但是業界認為未來的線束將被設計為系統優化和可制造性,希望它你能更簡單和更小更輕,汽車線束市場輕量化仍然是未來發展的主基調,但是任重道遠,冰凍三尺非一日之寒,暫時還沒辦法快速達到我們的期望!

掃一掃,加微信
郵箱:[email protected]
電話:0755 27160801
傳真:0755 27160802
地址:深圳市寶安區石巖街道塘頭社區宏發佳特利高新園九棟二樓