汽车线束拓扑是指线束在整车内的布置和分段设计,其体现形式为在整车区域内的连接形式及分段数量。以下是对汽车线束拓扑的研究及分析:
线束拓扑结构的类型
1 段式车身主线束:将外舱线束、仪表线束和内舱线束合为一个整体,从车头至车尾贯穿整个白车身。这种拓扑结构的优点是线束原材料成本较低,因为减少了接插对接,可省去不必要的连接器和端子等线束散件。但缺点是总装车间装配难度较大,对于一些外舱采用体积较大的发动机舱熔断丝盒的情况,可能需要将前围板设计成分体式结构,增加了装配复杂度。
2 段式车身主线束:有两种结合形式,一种是以外舱和内舱交界处的前围板为界,把仪表线束和内舱线束合为整体,两者的线束总成和外舱线束通过接插对接;另一种是将仪表线束作为独立总成,把外舱线束和内舱线束合为整体,两者的总成和仪表线束之间通过接插对接。2 段式车身主线束的优点是可以优化前围板钣金结构,如采用整体式前围板,降低钣金成本,总体经济性较好,同时也能在一定程度上减少总装车间流水线工位的操作工时。缺点是增加了接插对接的数量,导致线束的原材料成本、生产物流成本有所上升。
3 段式车身主线束:外舱线束、仪表线束、内舱线束分别为独立的线束总成,总成之间使用接插对接。其优点是总装可制造性得到进一步提升,可避免仪表合装、前舱穿线等复杂安装方法,便于总装车间装配。缺点是接插对接增多,进一步引起线束原材料成本、生产物流成本的上升。
线束拓扑设计的原则
总装车间可制造性:线束拓扑的分段越多,流水线工位的操作工时越少,更易于总装车间的装配,从而提升车辆制造的节拍及产线效率。
原材料成本:需要综合考虑线束的分段数量、接插对接数量等因素对原材料成本的影响,在满足功能和装配要求的前提下,尽量降低原材料成本。
整车结构性能:线束拓扑设计应与整车的动力总成、车身钣金、内饰等周边零件相协调,不能影响整车的结构性能和安全性。
设计介入时机:线束的拓扑设计需要在项目前期的总布置阶段介入,否则周边其他环境零件的技术状态锁定后,将难以再对线束拓扑进行优化。
线束拓扑的发展趋势
混合架构的应用:随着汽车智能化、电动化的发展,域集中式架构催生出混合型拓扑的创新发展。这种架构将整车划分为不同的物理分区,各域内部采用特定的总线,域间通过以太网主干连接,可使自动驾驶系统的多传感器数据融合时延缩短,同时支持整车 OTA 升级时的分区刷写功能。
与电子电气架构协同发展:电子电气架构的演进推动着线束拓扑的不断优化,如集中式架构通过域控制器整合功能模块,显著降低了 ECU 数量与线束复杂度,未来线束拓扑将与电子电气架构更加紧密地协同发展,以满足汽车日益复杂的功能需求。
