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汽車(chē)中電子電氣設備越來(lái)越多,作為汽車(chē)神經(jīng)系統的線(xiàn)束也越來(lái)越重要。線(xiàn)束輕量化可以有效降低車(chē)身重量,提高燃油經(jīng)濟性,同時(shí)在某種程度上也可以降低線(xiàn)束的成本。
小截面線(xiàn)束在整車(chē)上的應用
汽車(chē)上用的線(xiàn)束線(xiàn)徑種類(lèi)大概有20多種,且這些線(xiàn)束分布用在汽車(chē)上的不同位置,因此選擇線(xiàn)束要滿(mǎn)足周?chē)h(huán)境(如溫度、濕度、耐腐蝕等)的要求、用電設備和保險絲及繼電器的電氣特性、車(chē)輛運行中的機械特性,各個(gè)零部件還要滿(mǎn)足車(chē)輛的安裝要求,這是一個(gè)系統工程。
與傳統的銅線(xiàn)束相比,為了保證截面變小之后的機械性能,小截面線(xiàn)束一般采用合金方式,主要由CuSn、CuAg、CuMg和銅包鋼幾種形式。
下表列出幾種線(xiàn)束和傳統FLRY-A 0.35mm2線(xiàn)束的相關(guān)特性比較。
線(xiàn)種(FLRY) | 0.35mm2 | CuSn 0.13mm2 |
CuAg 0.13mm2 | CuMg 0.13mm2 |
線(xiàn)束截面積 | 0.35mm2 | 0.13mm2 | 0.13mm2 | 0.13mm2 |
變化率 | 65%↓ | 65%↓ | 65%↓ | |
強度 | >75N | >100N | >100N | >100N |
變化率 | 33%↑ | 33%↑ | 33%↑ | |
電阻 | 54.4Ω/km | 170Ω/km | 160Ω/km | 170Ω/km |
變化率 | 213%↑ | 194%↑ | 213%↑ | |
外徑 | 1.33mm | 1.05mm | 1.05mm | 1.05mm |
變化率 | 20%↓ | 20%↓ | 20%↓ | |
線(xiàn)重 | 4.5kg/km | 1.8kg/km | 1.8kg/km | 1.8kg/km |
變化率 | 60%↓ | 60%↓ | 60%↓ |
通過(guò)上表可以發(fā)現合金線(xiàn)束單位長(cháng)度的重量下降了60%,線(xiàn)徑下降大于60%,線(xiàn)束的整體外徑也降低了20%,抗拉強度在使用合金導體后還由于0.35mm2的銅導體,所以使用0.13mm2在很大程度上可以改善線(xiàn)束的重量和尺寸。
上表可見(jiàn),小截面合金線(xiàn)束除了電阻外其余指標都有很大改善。一般來(lái)說(shuō),信號線(xiàn)的電流很小,而且汽車(chē)線(xiàn)束本身長(cháng)度有限,所以即使電阻增加到170Ω/km所造成的回路電能和電壓降損耗也非常小,幾乎可以忽略,不會(huì )出現不良影響。
事實(shí)得出,0.13mm2線(xiàn)束承載電流的能力與0.35mm2的差距不大,因此是否0.13mm2線(xiàn)束可以全面代替0.35mm2線(xiàn)束呢?答案是否定的。雖然線(xiàn)束本身的抗拉強度由于0.35mm2線(xiàn)束,但其痛死結構更細,所以在超聲波壓接過(guò)程中更容易收到損傷,而超聲波焊接損傷或壓接國產(chǎn)的導體正常變形對壓接區域的機械性能影響比較大,也就是說(shuō)超聲波壓接完成后的壓接連接處會(huì )有很大斷裂風(fēng)險。此外,由于現實(shí)在升溫后的承載電流能力會(huì )下降,特別是電阻越大下降越明顯,所以小截面線(xiàn)束主要應用于非震動(dòng)區域且環(huán)境溫度小于110℃,如車(chē)身線(xiàn)束、儀表線(xiàn)束等。而且由于0.13mm2線(xiàn)束的阻抗比較大,因此不能用于對電壓降要求比較高的回路上,現階段主要應用于信號線(xiàn),而非電源線(xiàn)上。
小截面線(xiàn)束工藝要求
使用信息合金細線(xiàn)束還需要考慮另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題,那就是進(jìn)行端子壓接時(shí),壓接工藝是否能夠滿(mǎn)足需求。一般來(lái)講,當線(xiàn)束線(xiàn)徑非常細小的時(shí)候,端子壓接的質(zhì)量控制就比較困難,超聲波焊接就更不可能了。端子壓接時(shí)影響線(xiàn)束回來(lái)電氣特性的主要因素,一般按電壓降的大小來(lái)評估,要求電壓降越小越好,但在實(shí)際生產(chǎn)國產(chǎn)車(chē)中無(wú)法實(shí)時(shí)控制電氣特性,通常通過(guò)控制其他的一些物理參數來(lái)間接控制電氣特性,比如剖面、拉脫力、SMBT(slow motion beding test)等。根據實(shí)際情況,在焊接細線(xiàn)束壓接端子時(shí)比較難控制的是拉拔力和SMBT兩項指標。
由于0.13mm2線(xiàn)束的外徑更細,只有1.05mm,絕緣皮更薄,導體單絲直徑只有0.158mm,因此對剝線(xiàn)的工藝要求更高。在斷線(xiàn)撥皮的過(guò)程中要保證導體沒(méi)有損傷斷裂,才能保證后續壓接過(guò)程的拉拔力符合要求,從而滿(mǎn)足電壓降的要求。所以一般要求在壓接過(guò)程中使用精度高的實(shí)時(shí)壓力監測,同歸對壓接力的監測判斷導體是否損傷。
線(xiàn)束的裝配過(guò)程中要注意0.13mm2線(xiàn)束的布置,因為0.13mm2的壓接后機械性能原因,不能使它成為受力的線(xiàn),因此可以考慮在接插件末端增加1-2mm的長(cháng)度以減少應力,提高汽車(chē)線(xiàn)束的可靠性和安全性。
用0.13mm2合金細線(xiàn)束替代傳統的0.35mm2線(xiàn)束在技術(shù)上是可行的。但線(xiàn)束是多種零件的結合體,線(xiàn)束需要和合適的接插件配合,就需要有滿(mǎn)足要求的端子。該技術(shù)的推廣將推動(dòng)市場(chǎng)前進(jìn),對車(chē)輛輕量化的貢獻會(huì )加大。
汽車(chē)線(xiàn)束輕量化是減輕汽車(chē)自重的手段之一,小截面合金線(xiàn)束重量輕、線(xiàn)徑小,將會(huì )成為今后的去死,越來(lái)越多的主機廠(chǎng)正在推廣小截面線(xiàn)束。