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官方商城在現(xiàn)代汽車上,電子控制系統(tǒng)與線束有著密切關(guān)系。如果把微機、傳感器與執(zhí)行元件的功能用人體來比喻，可以說微機相當(dāng)于人腦，傳感器相當(dāng)于感覺器官，執(zhí)行元件相當(dāng)于運動器管。顯然，只有頭腦和各種器官，沒有神經(jīng)和血管，人體的手足將不能發(fā)揮應(yīng)有的功能。
連接汽車的電氣電子部件并使之發(fā)揮功能的電線束，就是起汽車中“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，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，防止對周圍電路的電磁干擾，并要排除電器短路。
汽車的線束從功能來分，有傳遞傳感器輸入指令的信號線和運載驅(qū)動執(zhí)行元件(作動器)電力的電力線二種。信號線是不運載電力的細(xì)電線(光纖維通信)，電力線則是運送大電流的粗電線。例如信號電路用的導(dǎo)線截面積為0.3、0.5mm2；在電機、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(起動機、交流發(fā)電機、發(fā)動機接地線等)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，還要受到車載時物理性能的制約，因此其選擇范圍很廣。例如，出租汽車上的頻繁開/關(guān)的車門和跨越車身之間的電線應(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，微弱信號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——接插件近年來也不斷進(jìn)行改進(jìn)。例如采用電阻焊制造的車用接插件與新型線束材料成功應(yīng)用于車頂模塊(roof module)上。
隨著現(xiàn)代汽車安全性、舒適性及環(huán)保要求的不斷提高，汽車上的電路數(shù)量與用電量顯著增加，從而使大量線束在有限的汽車空間中如何更有效合理布置已成為汽車制造業(yè)面臨的問題。本文以汽車線束為中心，并對車載通信技術(shù)的現(xiàn)狀與今后發(fā)展動向作概要介紹。
汽車線束的發(fā)展概況
汽車線束為了適應(yīng)車輛的高功能化和用戶需求的多樣化，在車上占用空間逐漸擴大。而事實上，為了提高汽車的燃油經(jīng)濟性和減輕重量，電線本身從原來的AV線不斷減少直徑，經(jīng)過AVS線到AVSS線。線束直徑不斷減少。而且近年來多路傳輸技術(shù)(車載局域網(wǎng)(LAN))的應(yīng)用使得電路數(shù)大為減少。圖1表示1800～2000mL排量級的乘用車上的電路數(shù)與線束最大直徑的變化過程。但是從線束的發(fā)展趨勢來看，其車載數(shù)量仍然在增加，而在高級轎車上電路數(shù)甚至超過2000個。
作為減輕線束重量的有效方法之一是電源電壓采用42V。從電動動力轉(zhuǎn)向(EPS)或電動空調(diào)裝置等要求大電力負(fù)荷來看，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,隨著車載局域網(wǎng)應(yīng)用的普及,要求采用對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)展形勢下向更高速、高可靠性的通信協(xié)議發(fā)展。預(yù)計今后，不僅在車輛內(nèi)部，而且在道路與車輛之間，車輛與車輛之間等領(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上的組裝方便性提供了可能。可是，電源電壓從現(xiàn)有的14V提高到42V，約提高2倍，就會產(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)觸點或端子分離時發(fā)生的放電現(xiàn)象。在42V場合，這時稱為穩(wěn)定電弧就會發(fā)生。這種電弧與14V電源電壓相比，延續(xù)時間長，其放電能量也非常大。電弧的中心溫度高達(dá)幾千度，這是非常危險的現(xiàn)象。
特別是插接件拔出時發(fā)生的電弧放電，由于與用戶直接接觸，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，逐步過渡到單一42V電氣系統(tǒng)，需要多長時間才能完成由14V向42V轉(zhuǎn)變，取決于汽車電子技術(shù)的發(fā)展和消費者承受能力。
車內(nèi)局域網(wǎng)(LAN)通信協(xié)議的現(xiàn)狀與發(fā)展動向
隨著電子技術(shù)在汽車上廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致車身布線龐大而復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計,一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高級轎車中，其導(dǎo)線長度可達(dá)2km，電氣接點可達(dá)1500個，因而汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生，成為汽車技術(shù)發(fā)展的一個方向。
很早以來，多路通信技術(shù)被看成解決車用線束不斷增加的方法。世界各大汽車制造公司都制定專用標(biāo)準(zhǔn)。可是，多路通信技術(shù)由于價格昂貴只用于高級車上。近年來，車用電子系統(tǒng)不斷增加，數(shù)據(jù)輸送速度不足，并且小型經(jīng)濟型車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年開始，在國外轎車上開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)用于動力傳動系統(tǒng)與部件車身系通信。控制器局域網(wǎng)(CAN)的特點是，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，而當(dāng)信號沖突時，讓高優(yōu)先度信號先發(fā)出，然后再是其他信號發(fā)出)。當(dāng)網(wǎng)上信息量增加時，就很難保證響應(yīng)時間和預(yù)測性。在現(xiàn)代高級轎車上設(shè)有70個以上電控單元，由于網(wǎng)絡(luò)上信息量有不斷增加的趨勢，所以網(wǎng)絡(luò)加以分割，在每一個車身系或動力傳動系分別設(shè)有網(wǎng)絡(luò)，只有必需的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)間連接器(gateway)進(jìn)行轉(zhuǎn)接(在車輛內(nèi)應(yīng)用二個通信協(xié)議)。
