汽车线束回路设计方法研究及应用

线束产品作为汽车电器功能的连接载体，实现各电器零部件之间的电路连接。而各电路连接的起点和终点则构成了线束产品内的回路。可以说线束回路是线束产品的核心，线束产品的回路设计的品质直接决定整车线束的安全与可靠性。随着车辆电气化程度的提高，电器部件数据增加，各电器之间的信号交互也越来越密切，汽车线束回路的数量也急剧增加，一般车型的线束回路数据已达近1000条(图1)。

如何优化统筹如此众多的回路数，是汽车线束设计所面临的难题。

现有的汽车线束设计技术资料主要在线束物料选择及制造加工环节对线束设计提供设计指导，但对线束回路的规划及设计理念缺少系统的分析，本文从成本和性能两个方面，对线束回路设计的相关重点进行了说明，并提供了具体的控制路径，对线束回路设计具有一定指导作用。

2基于成本的回路设计方法

线束回路约占线束物料成本的90%，包含导线及接插件，要控制线束设计成本，必须从线束回路设计优化着手。针对导线使用而言，如何用最少的导线长度实现回路连接功能，是回路设计首先要考虑的问题。这其中涉及两个方面的设计要素：电器零部件的布置位置和线束布置路径的选择。这两个要素独立而又相互关联，对导线长度的使用影响重大。

首先需要基于零部件原理确定其回路的连接方式，进而确定在整车环境下各零部件布置的初步位置，而线束布置路径的选择则是基于零部件布置位置的基础上，用最短的线束长度覆盖尽量多的零部件布置区域，这也是整车电器拓扑的雏形。

在完成整车拓扑搭建后，就需要对其进行设计校核，通过核算具体的导线用量来判断零部件的布置位置和线束布置路径是否合理(目前市面上已有大量软件可实现该功能)，具体方法为通过对零部件逐一调整的方式来进行对比，如图2和图3中对比BCM不同布置位置的设计，来校核整车导线使用长度用量，进而确定BCM布置在哪个位置更优。

在这个过程中往往会出现相互影响的情况：零部件A布置调整会影响到零部件B位置的选择。所以在逐一确定完各零部件及线束路径对导线使用长度的影响后，将对导线长度影响较大的作为首轮优选方案，在此基础上重新搭建拓扑，再次对其它次要方案进行对比分析，从而实现导线长度最省的拓扑设计平台。

完善的拓扑可以确保导线用量最省，同时针对导线使用而言，传统的设计理念中对导线的选用有明确的要求，为了避免端子插接的混淆，往往会采用较多的线色来进行区分，但随着制造水平及检验方式的不断完善，其实导线的线色可以进行适当的设计调整，以最少的导线种类来实现回路功能，也是从设计角度减少回路设计成本的方法。

针对接插件而言，如何最少的使用接插件和减少转接回路是回路设计中需要重点关注的内容。在这里线束设计工程师需要转变成系统设计工程师，需要将减少接插件使用和转接回路的设计工作前移到电器零部件的设计与规划中，主要有两个方面需要考虑。

一方面是可以根据车型配置进行电器零部件功能回路区分，比如安全气囊控制器，可以将基本的功能回路设计在同一接插件内，而高配或扩展功能布置在另一接插件中，这样就可以在低配车型上仅用一个接插件，也可实现电器回路功能。

另一方面也可根据回路的连接区域进行规划，比如同样是安全气囊控制器，有的设计人员会考虑将底盘的功能设计在同一接插件中，将接仪表台板的功能设计在另一接插件中，这样的规划就可以减少各区域回路的相互转接。这种基于区域的功能回路设计对于连接引脚较多的电器部件(例如BCM控制器)效果尤为显著。

3基于性能的回路设计方法