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未来汽车线束轻量化的发展趋势分析

作者:SHUNGAL 顺佳 浏览: 发表时间:2021-06-17 08:10:04


1、线束的分量组成结构前语


汽车线束的分量的组成75~80%是导线、15%是端子及接插件、10%是外包资料及其它。


1.1导线


传统汽车的导线都是铜合金导线,线径的运用由0.35~25mm,每辆汽车的导线运用假定首尾相连约2KM。以一辆B级汽车的分量来预算,导线的分量约25~30KG,汽车每跋涉100KM,车辆将消耗近0.1kg的汽油。


导线做为线束重要的组成者,研讨假定选用更轻,更牢靠的代替产品成为线束轻量化范畴的热门话题。近几年来,铝导线、特细导线、合金导线以及混合芯体导线层出不穷,越来越被线束厂家和主机厂所注重。


1.1.1电源线的轻量化计划


电源线因其承载电流大,线径粗,端子和导线的拉拔力强,所以运用铝导线代替铜导线的计划被越来越被线束出产厂家所接受。因为铝导线其导线特性和铜比较附近,分量比铜更轻。所以铝导线的运用前些年现已广泛运用于2.5mm~50mm的铜合金导线的代替上。此计划比较老到,轻量化方面获得显著效果。


1.1.2信号线的轻量化计划


尽管铜和铝的导线功用上比较附近,可是其拉伸强度铝的功用远不如铜。小线径的轻量化计划,出产厂家选用的计划百家争鸣。


(1)0.75mm铝导线的运用


有部分厂家没有丢掉铝导线的运用,持续研讨其合金的拉伸强度是否能够补偿其纯铝导线的缺少。例如以某导线出产厂家的铝导线开发为例。为满意0.75mm的铝导线可代替0.5mm的铜导线为政策,设定铝合金导线的导电率政策满意58%IACS,拉伸强度政策满意110MPa。尽管纯铝的导电率能抵达62%IACS,可是其拉伸强度只需70MPa。那么就需求在铝导线内添加第二种金属,最优的是Fe,可是剖析Fe的份额后发现满意导电率的要求后加工功用下降。所以持续添加第三种元素,第三种元素既要满意加工功用对Fe缺点的补偿即MS要小,又要拉伸强度的固溶量要高,所以Mg恰恰适宜。


这样掺有其他两种金属的铝合金就很好的代替了铜合金导线,即在导电率和拉伸强度上满意了设计要求,也大大下降了导线的分量。可是面对的问题却较为扎手。


CuOAl2 O3的导电率10~7s/cm,都是不导电的物质,所以只能通过压接损坏其氧化膜来保证其导电率。可是压缩比与坚持力也存在敌视,关于Al合金的导线其适宜的压接区域比Cu合金导线的区域更窄,愈加不易于操作。所以厂家改进了端子压接槽形状来改进电线坚持力和电流连通功用。


处理了压接课题,又面对着防腐问题。铝的金属生动性比铜生动,所以在与铜端子压接过程中,接触方位简略产生接触腐蚀。在硫化的环境下,金属铝很简略溶出。为了处理此问题,接触方位(包含压接部到端子后部)运用树脂资料热缩密封能有用的处理此问题。


(2)铜合金的特细导线


信号线的导线运用率一向很低,0.5mm/0.35mm的铜导线能够接受10A左右的电流(环境温度24℃),可是信号线内真实流通的电流往往只需几毫安,这样资源的浪费成为许多线束出产厂家注重的焦点。0.13mm20.08mm20.05mm2导线现已面世,在多家企业运用。


怎样下降线径,使低线径的导线既能满意信号传输的要求,也能满意压接的拉伸强度,端子刺进的柱力等是特细铜导线广泛运用和更广泛推广的要害问题。为了满意机械功用的要求,在铜导线中添加合金同样是决此问题的办法。CuSnCuAgCuMg和铜包钢是这几年来各线束出产厂家喜爱的产品。


0.35mm导线与铜合金0.13mm的导线为例,其电气功用相差不多,可是分量削减了60%,全体外径也下降了20%。这些数据闪现了其优异的市场前景和经济效益。可是,并不是意味着0.13mm的铜合金导线能够完全代替0.35mm的铜导线。了解物理的都知道,金属的承载电流才华随温度而改动,而且这种改动跟着电阻的增大而愈加明显。一般来说,110度以下的环境中,0.35mm的铜导线和0.13mm的铜合金导线的功用差异不大,能够再信号线中替换。所以,这就捆绑了0.13mm导线的运用环境,在驾御室内能够广泛运用,可是发动机舱内就需求根据地址方位细心核算运用了。


尽管,0.13mm的铜合金导线由很大的市场前景,可是其机械强度和刺进插件的柱力都是未来深化研讨的方向。不同于铝导线的办法,因为其线径过小,其合金内即便参入新的合金也很难满意机械功用、电气功用的一同满意经济效益需求。所以有些线束厂家跳出了金属强度的捆绑,在导线的外包上寻求处理计划。可喜的是,至今连续许多厂家都需找到了很好的代替资源。


原有导线绝缘层为PVCXLPE资料,内部含有卤素等有毒物质。


近几年世界环保组织对汽车环保提出再收回的标准后,新式无卤素绝缘层被研发出来PPE。其成分安全,环保,又特其他阻燃性特性。被越来越多的厂家运用。由PVC更改为PPE资料。同标准的0.35mm导线,直径下降了27%,面积下降了47%


假定对铜合金的导线更具体的剖析,能够知道,CuSn的金属强度特性比较优异,CuAg的电气功用比较优异。这在导线压接和功用挑选上能够作为不同的参考根据。


(3)混合资料的特细导线


在成本节约和动力操控方面日系企业一向都是实至名归的首位。最早在SUMITOMO研发的一款0.13mm2导线为最细的导线,其选用的是用混合资料的办法,选用中心为一种铜资料,外围为其他一种资料,而且中心和外围的铜丝线径也不相同。尽管这种导线也满意的传输的电功用要求,可是缺点也很明显:制造工艺繁琐,出产成本高,不能超声波焊接,端子的压接归于非常规性压接,需求特别设备。因此其时并未得到推广。


2、接插件的小型化


导线与接插件的发展一向都是相辅相成的,跟着导线的特细化发展,接插件的小型化也越来越快。各接插件的出产厂家,都大力开发小型化的接插件。自20世纪90年代中期开始0.64片宽的端子就现已面世。典型的有TEMQS端子和SUMITOMO0.64端子。这种小型端子能够运用在信号传输上,能够很大的下降1.5片宽的运用率,直接下降接插件的标准标准。


3、线束保护的轻量化


线束保护有许多办法,包含护板、橡胶件和支架。为了能减低做好轻量化作业,线束的保护上能够发展以下作业:


(1)削减金属支架的架构,选用高强度的塑料护板代替金属支架:例如保险丝盒支架和发动机舱组织支架(根据环境温度挑选)


(2)削减塑料护板的挑选,运用车身结构、特别卡丁和固定件代替护板。


(3)削减波纹管的运用,选用耐磨纤维和布基的纤维管代替波纹管。既能够下降成本,也能够削减噪音。


(4)削减橡胶件的运用,在密封要求不高的方位选用发泡,代替橡胶件。


(5)线束的组织上尽量削减内衔接,不仅能够下降接插件的分量,也能够削减接插件固定所需的隶属件分量以及车身结构分量。


4、总结


本课题对汽车线束的总量组成部分的下手,剖析了轻量化的方向,及作业也各零部件的轻量化发展趋势。具体介绍了导线、接插件、线束保护等几方面的技术发展方向和技术难点。关于汽车线束轻量化课题的深化研讨有重大意义。

未来汽车线束轻量化的发展趋势分析
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