是汽車市場的大發展趨勢下,汽車線束作為汽車的血脈連接每個重要不見,可以想象這趨勢也是必然的,特別國家大力扶植新能源汽車的環境下。
一、從設計方面考慮。一條線束的主要重量從設計階段就基本定型了,按照所需功能和整車布局來設計線束的分支和走向,輸出就是2D圖紙和3D裝配圖。在這個階段,選擇和定義了大部分連接器/電線/端子和塑料件類型;就像很多線束公司要做的VA/VE一樣,在設計階段就決定了VA/VE的絕大部分價值,如果在設計階段能在基于完善功能的前提下考慮重量因素,比如,盡量減少分支或者使用同一分支回路(合并分支)來實現不同功能; 減少分支意味著相關電線/連接器/卡釘/膠帶等一系列零件都會消失,明顯減少負重;其次,如果不能減少分支,那么基于整車走向布局盡量縮短分支(不繞線)也在考慮范圍內,在保證功能的前提下縮短分支長度,不失為一種明智的選擇。
二、從物料上面考慮。一條成品線束使用的物料眾多,包括電線/連接器/端子/塑料件/卡釘以及膠布等,下面我們來看看每種材料輕量化的可行性。
1、電線材質。電線作為線束最主要的部件和載體,其重要性不言而喻。目前銅芯導線是行業主流因為銅材質是目前可知的導體中,導電率和安全性比較出色的導體,也是最適合汽車線束的導體(考慮價格因素)。但是自從2005年以來,銅價飆升之后,鋁作為最有可能取代銅的導體再次被擺上了臺面。讓我們來對比下銅和鋁的關鍵參數,首先,銅鋁密度比重為3.29:1,也就是說1噸鋁等于3.29噸銅,看到了么,先不說價格,從重量上鋁就有很大的優勢,輕量化大有希望;第二個參數是導電率,銅鋁比率為1:0.629,鋁在導電性能上弱于銅,并且鋁的機械強度不如銅,也就是說,在汽車線束上,暫時鋁還沒有辦法完全替代銅,但這是一個發展趨勢,特別是在價格和重量兩大因素影響下,線束加工中越來越多的設備也對應鋁線材加工包括銅鋁混合,比如超聲波焊接機, Schunk的LS-200型號焊接機就是銅和鋁都可以焊接(大平方線徑)甚至混合焊接的新型機器。
除此之外,有人還找到了一種折中的技術,用銅包鎂鋁導線來替代銅線,銅和銅包鎂鋁密度比為2.2:1,即1噸銅包鎂鋁等于2.2噸銅,輕量化實現了并且導電性也比單純的鋁要好,部分現行法國標準(NF)就是這樣做的,德國甚至中國國內都在研究使用鋁代替銅,只要克服了導電率基本就能實現技術革新。
2、電線橫截面。在材質相同長度相同的前提下,橫截面越大,重量就越重,考慮到機械強度方面的因素,目前主流最小橫截面仍然保持在0.35mm2,近幾年部分廠家開始使用0.13mm2的導線,在保證信號傳輸正常的前提下,使用較小橫截面的導線可以降低成本和重量;另外,目前導線按標準分為德標(FLRY),日標(AVSS),國標和美標等幾大類,其中德標電線絕緣層更薄,柔韌性更好,相對應的,同樣線徑的導線重量也更輕,所以,在輕量化要求下,德標電線考慮優先使用。
3、盡量減少特殊電線使用。在某些傳輸信號保真率較高的功能設備連接方面,屏蔽線經常被考慮使用,屏蔽線價格高重量大,如果能不用那就盡量不要使用,我們完全可以考慮使用高質量的雙絞線來代替屏蔽線,實際效果也差不了多少。