浅谈汽车线束设计与分析

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2023-04-03 20:09

前言:

目前整车线束的设计制造步骤大多是由国外提供工程图，所以当设计有所变更时，则需由人为手动修改图面的方式进行，较为容易发生遗漏与人为疏失等失误。

本文介绍线束设计软体CR5000 Cabling Designer (CD)，是从整车系统回路开始，搭配 CATIA规划其线束立体 (三维)走向，最终绘出线束工程图。此方式的设计，较可避免人为失误造成的问题点，并大幅减少新车开发时线束方面的试装次数与线束成本，日后顾客回厂检修时也可迅速得知机能相关的回路位置。

CR5000-CD整车回路设计

新车开发时，首先规划整车电机电子系统，决定系统使用的电源种类及彼此之间沟通的通路。使用Cabling Designer模组统合建立整车的电源系统图，如图1所示。

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图一：电源系统图

接着考量各电机电子部品的相关设定，决定系统回路上的各种参数，并加入保险丝保护整车回路，请见图2所示。

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图二：后雾灯系统(回路资料加入)

最后再搭配选用适当的胶盒，完成整车系统。到此决定了线束图上的回路资料（如表1)及各胶盒型式与脚位定义资料(如图3)。

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表1.回路资料

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图3.胶盒型式与脚位

然后再汇出CR5000建立回路资料，供CATIA建立几何3D走势CAD使用。

CATIA规划整车线束走势

CR5000决定了系统电路，然线束于整车立体空间的分布省需使用绘图软体CATIA来规划。依车辆上各部品的空间位置，决定胶盒摆放处与规划最可行之线束行进路线。

考量线束行进路径上遭遇的环境情况，再加入各种固定或保护等功能的附件，即可初步完成整车线束的空间布线，如图4所示。

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图4.线束立体布线图

另需考量胶盒所在位置的环境状况，来判断是否需改选用其余防水或较小的型式。

汇入CR5000回路资料，CATIA自行计算线径大小，检查规划的路径上是否有干涉，若有干涉发生，再度修改路径至无干涉状况。此时CATIA自动统计各回路的长度资料，将此回传至CR5000系统。

整车线束分割

考量整车安装的组装性，线束需分成不同部分才能安装。此时由CAD档案来决定线束分割为何处，再由CR5000的Topology Designer(TD)模组来重新设定受影响的回路，以二维的方式来切割回路。

TD模组为二维平面，需配合立体CAD才能判断适当分割位置。主要功能在于处理回路资讯与命名分割后的HARNESS名称，图5为TD图面。再搭配CR5000的CONNECTOR LISTGENERATOR定义分割的胶盒脚位，图6为定义脚位之画面。

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图5.整车TD图面

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图6.定义脚位图

回传此分割资料更新CD模组内的回路资料与系统图面，将新的回路资料再汇入分割后的CATIA档案，完成各部位的CAD。再将线束资料汇出，供CR5000HarnessDesigner(HD)模组汇入使用。

建立线束工程图

以上步骤目的为产出线束工程图，CD提供电机资料会自动出现于HD图面上(如图7)，但回路资料仍无法显示于图上，需汇入CD回路资料方能显示出胶盒的回路，整理图面，加入相关工程资料即完成线束工程图(如图8)，再将此图面转成常见的(.dxf)档。

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图7.汇入CATIA资料

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图8.完整线束工程图

HD模组可自动统计胶盒及子件的数量，也可显示各回路长度。当有设计变更时，长度或子件用量变更，相对应资料会自动变化，彻底防止人为误差。

检查保险丝与回路线径搭配性

设计至此即告完成，然而电子设计的优势为可验证设计的适当性。使用CR5000的模拟模组-SVM(Simulation and Verification Module)即可验证线束设计是否恰当。

在SVM模组下，输入各部品相关电机资料。软件会自动计算目前设计之线径，线长与保险丝容量的搭配性。模拟短路发生时，先行烧毁的是保险丝还是电线起火燃烧，于常态负载下，电线的负载电流是否接近其耐受电流，同样也可验出回路是否有过度设计。在实车试装前就去除可能发生的危险因素，大幅降低开发整车时的成本与风险，也使顾客使用上更为安心。

图9为于SVM模拟下的系统图，蓝色为电流流向，红色为警示处。图10是SVM模拟的数值。

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