汽车线路编程（从小白到自动驾驶系统工程师1）

如果把汽车比作一个人，那么汽车线束就是汽车的血管和神经，有着非常重要的作用。

汽车上各个电器件的供电、控制、通信，都离不开线束。如果不存在线束，那么大灯、导航、雷达等等众多环节也就随之不存在了。

我们平时所说的汽车线束又称低压线束，它与普通家用电线是不一样的。如果你仔细观察过家用电线，你会发现普通家用电线一般都是铜质或铝制的单蕊电线，有一定的硬度。而汽车线束都是由细如发丝的铜质软线组成，几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管内，最终形成柔软而不容易折断的汽车线束。

由于汽车行业的特殊性，汽车线束的设计、制造过程也比其他普通线束更为特殊，要考虑的因素非常多。因为一旦汽车线束无法正常工作，整台车都将瘫痪，甚至会发生自燃、爆炸等风险。

2017年底，因为线束磨损问题，一汽召回了13000多台奔腾X40；2018年2月，因为控制线束问题，现代召回6万多辆途胜汽车；2018年3月，因为仪表线束问题，一汽大众召回43万多辆宝来及蔚领汽车；2018年5月，因线束可能存在进水风险，阿尔法罗密欧召回部分stelvio车型；2020年底，因为发动机线束存在自燃隐患，丰田召回了102万辆丰田车型；2021年4月，丰田汽车又因为气囊线束存在问题召回4.3万辆雅力士；因为线束导致的车辆故障、自燃、爆炸等事故更是数不胜数。

汽车线束设计选型时要考虑的因素

汽车线束设计选型时要考虑的因素非常多，一般包括以下几点：线束类型的选择；线束横截面的选择与匹配；线束耐温等级的选择；线色的选择；分支点、接点位置的选择；固定点的选择等。

线束类型的选择

线束类型一般根据电路中电器件的要求、电信号的强弱、信号的重要性等来确定。对于一般的电力信号和抗干扰、耐干扰的信号，普通的汽车导线可以满足信号质量要求；对于一些弱信号和容易被干扰的信号，应选择双绞线、屏蔽线、双绞屏蔽线、同轴电缆等。

双绞线（twisted pair，TP）是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的。把两根绝缘的铜导线按一定密度周期性地互相绞在一起，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰， 更主要的是降低自身信号的对外干扰。不过，使用双绞线时需要注意：不同信号对绞转的数量有不同的要求，比如电喷系统的爆震传感器要求一米内绞转数量必须大于33。

屏蔽线是使用金属网状编织层把信号线包裹起来的传输线，编织层一般是红铜或者镀锡铜。屏蔽线的屏蔽层需要接地，外来的干扰信号可被该层导入大地。屏蔽线是为减少电磁场对电源或通信线路的影响而专门采用的一种带金属编织物外壳的导线，这种屏蔽线也有防止线路向外辐射电磁能的作用。屏蔽层接地时要注意：屏蔽层接地必须连接在控制单元的参考地（信号地：零电位的参考点，也是构成电路回路的公共段）上，车身地是不干净的地，如果将屏蔽线的地接在车身，那么就会降低甚至破坏屏蔽效果。

双绞屏蔽线是在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。屏蔽层可减少辐射， 防止信息泄露，也可阻止外部电磁干扰， 使用屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。屏蔽双绞线非常适用于频率低于100kHz的情况，当频率高于10Mbite时，由于屏蔽双绞线有较大的分布电容，损耗将大大增加，因此一般不宜用于较长距离信号传输（eg：CAN网络干线、分支长度有严格要求）。

同轴电缆(Coaxial Cable)是一种电线及信号传输线，一般是由四层物料造成：最内里是一条导电铜线，线的外面有一层塑胶（作绝缘体、电介质之用）围拢，绝缘体外面又有一层薄的网状导电体（一般为铜或合金），然后导电体外面是最外层的绝缘物料作为外皮。

在汽车上，一般CD播放器上的扬声器、CAN线、轮速传感器、气囊电路、ABS电路等使用双绞线；爆震传感器使用屏蔽线；曲轴传感器等使用屏蔽双绞线；FM/AM和GPS馈线使用同轴电缆。

线束横截面的选择与匹配

中国汽车线束常用的是线束截面积为0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0mm²的线束，QC/T 29106-2014汽车电线束技术条件中，对线束的电压降、端子与线束的最小拉力等都有相应的要求。

导线允许电流

汽车线束的横截面积应根据电器件的负载电流的大小进行选择，处于长时间工作的电器件一般选用线缆实际载流量的60%左右；而短暂工作的电器件一般选用线缆实际载流量的60%~100%；但最低一般不低于0.5mm²，以保证一定的机械强度。

电力线是运送大电流的粗电线，而信号线是不运载电力的细电线。例如信号电路用的导线截面积为0.3、0.5mm²；接大灯远光的导线为1~2.5mm²；接大灯近光、刮水器的导线为1~1.5mm²；点火线路的导线为0.75~1.5mm²；电源电路用导线截面积为1.5、2、3、5mm²；而特殊电路(起动机、发电机、发动机接地线等)则有8、10、15、20、50、70mm²等不同规格。导线截面积越大，电流容量也越大。

线束耐温等级的选择

在线束设计中，工程师需要根据汽车线束的工作环境温度，选择不同耐温等级的导线。耐高温等级通常分为125°C、150°C、 200°C不等，高温常规选择150°C导线；低温常规-40°C。例如，自动变速器上的汽车线束必须耐高温、耐液压油和良好的温度稳定性。用于制动蹄线束的线束应耐磨、耐冲击(淤泥)和耐高低温(温度循环)。通过温度场可以得到汽车行驶区域的耐温要求，然后根据各种导线的耐温等级确定所选的导线类型。

线色的选择

中国汽车线束颜色代码

英文	中文	缩写	英文	中文	缩写
Black	黑色	B	Orange	橙色	O
White	白色	W	Yellow	黄色	Y
Gray	灰色	Gr	Green	绿色	G
Brown	棕色	Br	Blue	蓝色	Bl
Red	红色	R	Violet	紫色	V

汽车电路中各系统常用低压电线线色的主要含义

序 号	系 统 名 称	电线主色	代 号
1	电气装置接地线	黑	B
2	点火、启动系统	白	W
3	电源系统	红	R
4	灯光信号系统(包括转向指示灯)	绿	G
5	防空灯系统及车身内部照明系统	黄	Y
6	仪表及报警指示系统和喇叭系统	棕	Br
7	前照灯、雾灯等外部灯光照明系统	蓝	BL
8	各种辅助电动机及电气操纵系统	灰	Gr
9	收放音机、电钟、点烟器等辅助装置系统	紫	V

固定点的选择

在汽车线束设计过程中，线束的安全性、可靠性是最重要的内容，线束走向的控制是汽车线束设计中一项重要的内容。良好的固定点的设置及固定方式的选择，是线束布置可靠性的前提。

两个固定点之间的距离不宜过大，通常控制在300mm左右，在车外湿区有泥水等恶劣环境下的线束，其固定点之间的距离一般不大于150mm。

在线束布置中，如果出现了直角拐角，直角两边均需要增加固定点，在钝角拐角时，可以按照直线距离控制固定点，应尽量避免出现锐角拐点。

在分支点附近的主干上设置固定点时，固定点应尽可能靠近分支点，固定点与分支点之间的距离不大于100mm。

在震动区等退针高风险区域工作的线束接插件设计时必须要考虑消除应力，线束应该在接插件背部150mm内设置固定点。如果不能做到，应该在连接器后面做应力消除（例如：将线束绑在接插件外壳结构上），连接器必须固定在车身上，且前后面300mm以内必须增加固定点。

分支点、接点位置的选择

分支点：电线束中干线与干线或干线与支线中心线的交点。

线束接点：是指线束中2根以上电线铰接的连接点。

如下图所示，此线束由1号线、2号线、3号线组成，3根线在线束内部是相互连通的，3根线在线束内部的连接点就是接点。

线束接点需要进行特殊保护，如果线束接点保护不合理，会造成线束接点处刺破绝缘，形成短路故障。一般而言，汽车线束接点分布分为干区和湿区两大类。处在干区的接点通常使用专用的胶布进行防护，处在湿区的接点则需要使用热缩管、防水泥、阻尼胶等进行防护，以达到防水密封的效果。

接点的位置，不仅关系到线束的成本，也关系到线束的品质选择。不合理的设计会增加线束的成本，增加线束质量，也有可能造成装配困难等问题。

汽车线束接点一般选择在线束布置较为平稳的位置，不能选择震动环境、运动部位及扰度较大的位置。

汽车线束接点一般布置在各支线和干线的交汇点附近，这样能够有效地减少电线长度，节约成本。

QC/T 29106-2014汽车电线束技术条件中规定：接点之间、接点与分支点的距离不应小于20mm，实际设计时，应不小于50mm，这样才能有效地避免接点之间的接触。

,