汽車(chē)導(dǎo)線的選型

來(lái)源：線束世界?作者：線束世界-Jimmy?2021-12-14 13:50

汽車(chē)上的導(dǎo)線可分為蓄電池線、高壓導(dǎo)線（新能源汽車(chē)用，耐壓等級(jí)DC大于60V小于600V），同軸電纜、低壓導(dǎo)線（耐壓等級(jí)DC

1.首先從下面導(dǎo)線選型的路線圖，了解導(dǎo)線選型應(yīng)該考慮的因素：

①導(dǎo)線的溫度等級(jí)

②絕緣層厚度

③導(dǎo)體材料

④絕緣層材質(zhì)

⑤導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

⑥導(dǎo)線截面積

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2.導(dǎo)線的溫度等級(jí)選擇主要考慮兩個(gè)因素：

①導(dǎo)線使用的外部環(huán)境溫度

Ⅰ、機(jī)艙域：不包括發(fā)動(dòng)機(jī)，距離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管300mm以上，溫度范圍：Minimum=-40℃，continuous=100℃, Excursion=110℃

Ⅱ、發(fā)動(dòng)機(jī)域：位于發(fā)動(dòng)機(jī)上，距離排氣管在300mm內(nèi)，溫度范圍:

Minimum=-40℃，continuous=120℃, Excursion=130℃

Ⅲ、高溫區(qū)域：距離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管小于150mm，溫度范圍：

Minimum=-40℃，continuous=130℃, Excursion=150℃

Ⅳ、座艙和底盤(pán)區(qū)域：駕駛艙和底盤(pán)距離排氣管150mm以上區(qū)域，溫度范圍：

Minimum=-40℃，continuous=80℃, Excursion=100℃

②導(dǎo)線因承載電流所引起的溫升

根據(jù)ISO導(dǎo)線溫度等級(jí)的劃分，目前新車(chē)型通常將位于座艙和機(jī)艙的導(dǎo)線溫度等級(jí)定位Class B，將發(fā)動(dòng)機(jī)線的溫度等級(jí)定義為Class C，對(duì)于靠近排氣管區(qū)域的導(dǎo)線通常采用隔熱鋁箔膠帶的防護(hù)，以杜絕發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的熱輻射。

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3.絕緣層厚度的選擇，通常從耐磨性、柔韌性以及耐壓能力等方面考慮：

①厚壁導(dǎo)線：通常用在底盤(pán)如輪速傳感器等需要高耐磨性的區(qū)域，同時(shí)要考慮彎曲半徑。

②薄壁導(dǎo)線：通常用于整車(chē)所有區(qū)域的導(dǎo)線（除去底盤(pán)部分）。

③超薄壁導(dǎo)線：目前基本很少使用。

4.導(dǎo)體材質(zhì)選型：

①純銅（退火）：車(chē)用導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體材質(zhì)。

②銅合金：一般應(yīng)用在0.13mm2，為了增加的拉伸強(qiáng)度，壓接性能。

③鍍錫銅：通常應(yīng)用在Pigtail端。

④鍍銀銅：通常應(yīng)用在高溫場(chǎng)合（200.C+）.

⑤鍍鎳銅：通常應(yīng)用在高溫區(qū)域（O2傳感器）225.C+。

⑥鋁：通常應(yīng)用在蓄電池線，減重降成本，但是鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電性不如銅，同時(shí)在空氣中容易發(fā)生腐蝕。

5.導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的選擇

①導(dǎo)線截面積在0.13mm2——〉2.0mm2 內(nèi)的，通常采用Type A導(dǎo)體，便于剝線和端子壓接。

②導(dǎo)體截面積〉2.5mm2， Type A 和Type B 都有用。

③對(duì)于柔韌性要求比較高的地方，例如門(mén)鉸鏈位置，轉(zhuǎn)向管住，電調(diào)座椅等，通常采用TypeC。

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6.導(dǎo)線截面積的選擇：

①下面有兩個(gè)理論計(jì)算公式，表示了負(fù)載電流、導(dǎo)線參數(shù)與溫升的關(guān)系

公式一：

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Kt：叫做綜合散熱系數(shù)，它與導(dǎo)線所處的環(huán)境有關(guān)，與導(dǎo)線材料有關(guān)，與導(dǎo)線外部包覆的絕緣材料材質(zhì)、厚度和顏色都有關(guān);

г：是溫升，M1截面周長(zhǎng)，S截面面積；

ρο：導(dǎo)線在零攝氏度時(shí)的電阻率;

導(dǎo)線的截面積是S;

導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)是α;

導(dǎo)線的實(shí)際溫度值是θ，θ的單位是攝氏度℃。

公式二：

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T1：導(dǎo)線允許的工作溫度；

T2：為環(huán)境溫度；

R：為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的熱阻；

r ：為單位導(dǎo)線長(zhǎng)度的電阻；

②在導(dǎo)線溫度等級(jí)、環(huán)境溫度以及負(fù)載電流確定的可利用上述公式初步計(jì)算導(dǎo)體的截面積。但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般通過(guò)查表即可選擇相應(yīng)的導(dǎo)線截面積。

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③在初步選擇完保險(xiǎn)和導(dǎo)線后（保險(xiǎn)選型可參閱我寫(xiě)的另一篇文章），需要進(jìn)行保險(xiǎn)和導(dǎo)線的匹配校核，即導(dǎo)線的發(fā)煙特性曲線位于保險(xiǎn)的熔斷特性曲線之上并且無(wú)交叉，保證導(dǎo)線在任意發(fā)煙電流下的發(fā)煙時(shí)間大于保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間。此過(guò)程需借助供應(yīng)商開(kāi)發(fā)的匹配軟件來(lái)完成，在沒(méi)有軟件的情況下，也可以選取兩個(gè)點(diǎn)，選取負(fù)載電流為保險(xiǎn)額定容量的135%、200%的點(diǎn)，查詢保險(xiǎn)和導(dǎo)線廠家提供的保險(xiǎn)熔斷曲線和導(dǎo)線發(fā)煙曲線，保證在這兩個(gè)點(diǎn)導(dǎo)線的發(fā)煙時(shí)間大于保險(xiǎn)的熔斷時(shí)間。

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④完成保險(xiǎn)和導(dǎo)線的匹配校核后，對(duì)于有線阻、壓降要求的用電器需要進(jìn)行線阻和壓降的計(jì)算，導(dǎo)體的線阻可通過(guò)導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的導(dǎo)體電阻（可查閱導(dǎo)線參數(shù)表）及導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算，有線阻和負(fù)載電流可計(jì)算導(dǎo)線壓降。

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⑤短路電流校核。

根據(jù)導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算導(dǎo)線的電阻再加上端子壓接的阻抗、接觸阻抗、Splice的阻抗及為回路的總阻抗，在由此計(jì)算短路電流，為確保保險(xiǎn)絲在短路情況下可以完全斷開(kāi)，一般短路電流的值應(yīng)大于保險(xiǎn)絲額定電流的350%。

⑥更為簡(jiǎn)單的方法，可根據(jù)負(fù)載電流，查詢企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，選取對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)、導(dǎo)線類(lèi)型。

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總結(jié)

上述只是導(dǎo)線選型的一般方法，導(dǎo)線選型考慮的其他因素還包括端子壓接要求，共保險(xiǎn)負(fù)載電源線徑一致要求等。另外，整車(chē)電源系統(tǒng)在設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)行各項(xiàng)電性能的測(cè)試，包括單負(fù)載、全負(fù)載、135%過(guò)載、200%過(guò)載、短路測(cè)試等，驗(yàn)證保險(xiǎn)和導(dǎo)線設(shè)計(jì)的合理性，只有通過(guò)測(cè)試的設(shè)計(jì)才算是合理的設(shè)計(jì)。