汽车线束设计的可靠性设计

散漫说：在车圈摸爬滚打久了，我发现优秀的线束工程师和普通工程师最大的区别在于：普通工程师在想“怎么连通”，而优秀工程师在想“怎么不烧”。

这就是本文提出的“防御性设计思维”。

线束是柔性件，它的工作环境极其恶劣——高温、剧烈振动、各种电磁脉冲。如果只是机械地照着原理图接线，等样车跑起来，EMC 报错和导线发热绝对会让人怀疑人生。今天，我们来简单看看如何进行线束的可靠性设计。

1、线束EMC 设计

很多 EMC 问题（如倒车影像花屏、CAN 通讯丢包）可能不是屏蔽线没选好，而是接地（Grounding）没分配好。

规避“公共阻抗耦合”

功率地与信号地必须物理隔离。如我们上周《为何高频信号不能与雨刮电机共用接地》文章介绍的，如果把雨刮电机这种的大电流负载，和雷达传感器这种高频信号接在同一个搭铁点，电机的反向电动势会直接污染信号回路。

图：串联单点接地与并联单点接地

单点接地可以分为“串联接地"和"并联接地"两种方式。串联单点接地的方式简单，但是存在共同地线的原因，导致存在公共地线阻抗，如果此时串联在一起的是功率相差很大的电路，那么互相干扰就非常严重。并联单点接地的方式可以避免公共地线耦合的因素，但是每部分电路都需要引地线到接地点上，线束课程，需要的地线就过多，不实用。

星型接地 vs 串联接地

为了省线，有些设计喜欢把几个模块的接地“一拉多”串在一起。个人强烈不建议这样做，尤其是重要模块。

我们推荐推行星型接地。每个控制器（ECU/域控）拥有独立的接地回路。宁可多费 2 米线，不要 SOP 后改原理。

2，线束设计的温升控制

导线冒烟是线束工程师的噩梦，温升控制的本质是管理热平衡。

“保险丝保护导线”的生死红线

保险丝的熔断曲线（I-t）必须永远处于导线发烟曲线（Smoke Curve）的下方。

如果你为了解决保险丝意外熔断而盲目加大保险丝容量（比如 15A 改 20A），却没有同步加粗导线，那么在过载时，导线会先于保险丝起火。

环境温度的“打折系数”

线束在不同区域的载流能力是不一样的。

在机舱等高温区域，必须考虑 0.7-0.8 的环境折减系数。如果机舱环境是 105℃，你的导线额定 20A，实际能承载的电流可能不到 14A。忽略这个系数，就是给整车埋下火灾隐患。

3、线束子零部件选型

线束工作的具体区域中的环境要求，是我们线束工程师在子部件选型设计中必须要考虑的。包括温度等级、振动等级，防水等级，这些也是我们对外说服其他人最有力的证据，显得专业。

温度等级

温度是线束设计中的基础，几乎任何子部件的选型都和温度有关。我们所选的零部件在模拟实际环境温度下的性能应能够满足要求。

振动等级

关于振动，我们主要是为了验证连接器系统在模拟实际车载振动条件下的性能是否能够满足要求。这是因为在振动或者振动冲击的情况下，会引发端子接触面的镀层磨损、正压力衰减以及支撑塑料材料的机械性能失效等问题。

防水等级

关于密封等级，我们主要是为了验证连接器系统在模拟实际环境下的性能是否能够满足防水要求。

线束设计中的“防御性思维”要求我们在动第一笔画原理图时，就预判到所有的不确定性。本文提到的这些还是比较浅显的，实际上在日常的工作中，线束工程师应该通过无数次的问题整改，甚至是烧车，召回、索赔，不断的归纳总结，保证线束设计的可靠性。

 文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/automotive-wiring-harness-reliability-design/ 文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/automotive-wiring-harness-reliability-design/