汽車電氣裝備選裝方案對(duì)線束設(shè)計(jì)的影響

王宇

（一汽轎車股份有限公司產(chǎn)品部，吉林長(zhǎng)春 130012）

汽車電氣裝備選裝方案對(duì)線束設(shè)計(jì)的影響

王宇

（一汽轎車股份有限公司產(chǎn)品部，吉林長(zhǎng)春 130012）

簡(jiǎn)要描述電器選裝名詞術(shù)語(yǔ)，分析造成線束設(shè)計(jì)多樣化的原因，闡述采用預(yù)先定義好的基于線束零件號(hào)和采用選裝包方式定義線束零件號(hào)的兩種設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行講解，供讀者參考應(yīng)用。

線束；電氣裝備；選裝

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，汽車電氣系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，車型和不同配置的組合越來(lái)越多，同時(shí)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，不斷加快新車的上市時(shí)間。所有這些因素導(dǎo)致對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，而線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，汽車上的電源和各種電氣系統(tǒng)需通過(guò)線束來(lái)實(shí)現(xiàn)電路物理連接。為應(yīng)對(duì)不同用戶對(duì)整車電氣裝備的需求（有時(shí)還需要考慮整車機(jī)械結(jié)構(gòu)的差異、電氣接口的差異等因素的影響），我們可以通過(guò)不同車型的裝備定義及各電氣設(shè)備之間存在的邏輯組合關(guān)系，在線束設(shè)計(jì)的過(guò)程中制定出一系列電氣設(shè)備選裝的管理方法，來(lái)完成對(duì)不同車型電氣選裝設(shè)備的管理。本文將探討整車線束設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)電氣裝備選裝的設(shè)計(jì)方法。

1 電氣選裝術(shù)語(yǔ)解釋

1.1 電氣選裝

電氣選裝由代碼組成，是用來(lái)描述汽車上的某一性能或特征，可由代表選裝的功能代碼或特征值編碼來(lái)體現(xiàn)。

選裝功能代碼由任意的一串字母或數(shù)字組成，用來(lái)描述在汽車上被廣泛使用的一種性能或特征，選裝功能代碼舉例見(jiàn)表1。此種線束選裝設(shè)計(jì)方法多見(jiàn)于采用預(yù)先定義好的基于線束零件號(hào)的設(shè)計(jì)方法（詳見(jiàn)第3章節(jié)）。

表1 選裝功能代碼表舉例

有些主機(jī)廠也會(huì)將整車上所有的差異，全部定義出不同的特征值編碼，不同的特征值編碼代表不同功能含義，選裝特征值編碼舉例見(jiàn)表2。此種線束選裝設(shè)計(jì)方法常見(jiàn)于采用選裝包方式定義線束零件號(hào)的設(shè)計(jì)方法（詳見(jiàn)第4章節(jié)）。要實(shí)現(xiàn)電氣選裝功能的自由組合，需將每種相關(guān)的電氣選裝拆分成可供生產(chǎn)組裝的線束模塊總成，最終供貨的線束是由基礎(chǔ)車型線束模塊（可能不止一種）+若干體現(xiàn)選裝電氣功能的線束模塊組合而成。

表2 選裝特征值編碼表舉例

1.2 電氣選裝表達(dá)式

選裝關(guān)系表達(dá)式由多個(gè)相關(guān)選裝代碼（或特征值編碼）及運(yùn)算表達(dá)式組成，用來(lái)傳達(dá)在某一車型某一設(shè)定目標(biāo)所包括的限值條件。電氣選裝及選裝關(guān)系表達(dá)式可以用來(lái)設(shè)定原理圖及線束圖中各分系統(tǒng)、電器件、信號(hào)線等。運(yùn)算表達(dá)式由布爾運(yùn)算符組成，包括AND（與）、OR（或）、NOT（非）等。

例如：“SW-F&PR-F”（由兩個(gè)相關(guān)選裝代碼及運(yùn)算表達(dá)式組成），表示含有前座椅加熱（SEAT WARM-FRONT）功能，又含有前泊車?yán)走_(dá)（PARK RADAR-FRONT）功能的車型，才會(huì)用到的電氣裝備；“4U1&4W1”（由兩個(gè)相關(guān)特征值編碼及運(yùn)算表達(dá)式組成），表示含有外后視鏡電動(dòng)折疊（4U1）功能，又含有外后視鏡電加熱（4W1）功能的車型，才會(huì)用到的電氣裝備。

2 造成線束設(shè)計(jì)多樣化的原因

2.1 整車電氣功能的多樣性

由于汽車電氣系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，功能越來(lái)越強(qiáng)大，不同用戶對(duì)整車電氣裝備的需求各不相同。為適應(yīng)各種不同的電氣裝備在整車上的配置差異，線束的設(shè)計(jì)就需要衍生出很多不同的零件來(lái)體現(xiàn)，這是造成線束設(shè)計(jì)多樣化最主要的原因之一。

電氣選裝的多樣性決定了配置復(fù)雜度，如果一種線束上附加了多個(gè)選裝特征，線束種類會(huì)達(dá)到2n。例如，某種線束的設(shè)計(jì)受4種電氣選裝的影響，那么線束的設(shè)計(jì)會(huì)有16種（24）排列組合方式，見(jiàn)表3，含4種電氣選裝的線束總成見(jiàn)圖1。

2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)上的差異造成的選裝

在不同的配置情況下，如果一個(gè)電氣設(shè)備需要裝在車上不同的位置，即一個(gè)設(shè)備在不同的車型上有兩個(gè)位置，導(dǎo)致線束的布置路徑不同，這樣在線束設(shè)計(jì)的過(guò)程中也會(huì)造成選裝的差異。

2.3 供應(yīng)商不同造成的選裝

同一個(gè)設(shè)備往往會(huì)有不同的供應(yīng)商供貨，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電氣設(shè)備的接口不一致的情況，這時(shí)就需要針對(duì)兩個(gè)供應(yīng)商的零部件分別設(shè)置電氣選裝，從而增加了線束選裝的設(shè)計(jì)方案。

表3 4種電氣選裝的排列組合

圖1 含4種電氣選裝的線束總成

3 采用預(yù)先定義好的基于線束零件號(hào)的設(shè)計(jì)方法

前文已經(jīng)提到，電氣選裝有N種特征，那么為應(yīng)對(duì)這N種特征的排列組合，線束種類會(huì)達(dá)到2n。那么如何來(lái)減少線束的種類呢?

第1種方法：增加不同電氣選裝之間的約束關(guān)系（如必須同時(shí)存在或者互斥），人為地進(jìn)行設(shè)計(jì)，將多個(gè)功能進(jìn)行捆綁，從而減少選裝代碼的數(shù)量及線束的種類。具體哪些功能可以綁定，需要主機(jī)廠及銷售公司共同進(jìn)行確認(rèn)。比如，將圖1中選裝C和D進(jìn)行捆綁，必須同時(shí)存在或取消，則選裝代碼的數(shù)量相當(dāng)于由4個(gè)改為3個(gè)，自然排列組合會(huì)減少，見(jiàn)表4。

表4 選裝C和D捆綁后的排列組合

第2種方法：在線束設(shè)計(jì)時(shí)，增加設(shè)計(jì)冗余，將有些選裝的電氣功能也做成標(biāo)配，可在一定程度上減少線束的數(shù)量，但這樣做會(huì)導(dǎo)致線束單件成本的增加。哪些電氣選裝功能可以做成標(biāo)配？這主要取決于各電氣選裝功能所對(duì)應(yīng)的車型在終端市場(chǎng)上銷售比例，各電氣選裝功能映射到線束單件上的成本差異及對(duì)線束裝配性的影響。如某款車型，不帶定速巡航功能進(jìn)行銷售的車型比例小于10%，且此功能線束單件的成本只是增加了2個(gè)回路，同時(shí)不會(huì)影響線束的裝配工藝，故在線束設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮此功能所引起的選裝差異。其他功能如外后視鏡加熱、折疊等也可以做成標(biāo)配。此種方法減少線束種類的原理同方法1，也是相當(dāng)于減少了選裝代碼的數(shù)量。

目前大多數(shù)主機(jī)廠進(jìn)行線束設(shè)計(jì)時(shí)，主要采用預(yù)先定義好的基于線束零件號(hào)的設(shè)計(jì)方法。此設(shè)計(jì)方法需根據(jù)整車的裝備定義，編制裝備定義拆解表（用于識(shí)別整車都有哪些選裝與線束的設(shè)計(jì)相關(guān)），同時(shí)結(jié)合線束的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（用于識(shí)別線束分段方案）以及每段線束的插接件清單（用于識(shí)別每段線束涉及的選裝接口），逐步分解來(lái)確認(rèn)每段線束對(duì)應(yīng)某一確定車型所適配的選裝。總體來(lái)說(shuō)，就是篩選出和線束設(shè)計(jì)相關(guān)的電氣選裝，結(jié)合裝備定義中不同配置車型對(duì)相關(guān)功能的選配關(guān)系，固化出一組電氣選裝代碼的排列組合關(guān)系，來(lái)進(jìn)行線束的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

為體現(xiàn)用戶的定制化需求，提高終端市場(chǎng)車型的銷量，主機(jī)廠往往還會(huì)增加選裝包的方案。一般的做法是，全系車型完整上市呈現(xiàn)，不會(huì)因?yàn)檫x裝的存在而減少上市車型的數(shù)量。同時(shí)增加可供用戶選擇的選裝包。選裝包的選取原則一般是以價(jià)格較高的高端裝備為主，通過(guò)全系高配車型標(biāo)配，中配車型提供選裝，低配車型不提供選裝來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)選裝包的價(jià)格要與用戶的感知價(jià)值相當(dāng)。如奔騰X80的音響大屏選裝包、傳祺GS4的發(fā)動(dòng)機(jī)起停選裝包、哈弗H6的自動(dòng)內(nèi)后視鏡防眩目選裝包等方案。

這種簡(jiǎn)單的選裝包+基礎(chǔ)車型的配置，可以通過(guò)調(diào)整選裝關(guān)系，適當(dāng)增加選裝的設(shè)計(jì)余量，從而增加線束總成的零件號(hào)和數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)線束設(shè)計(jì)。

如果要將整車上各種功能均定義為選裝包，實(shí)現(xiàn)各種電氣選裝功能的自由組合，完全實(shí)現(xiàn)終端用戶的定制化選車，則按這種設(shè)計(jì)方式是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。需將每種相關(guān)的電氣選裝拆分成一個(gè)小的線束模塊，最終供貨的線束由基礎(chǔ)車型線束（可能不止一種）+若干體現(xiàn)選裝電氣功能的小線束模塊組合而成。這便是線束選裝設(shè)計(jì)的第2種方法：采用選裝包方式定義線束零件號(hào)的設(shè)計(jì)方法。

4 采用選裝包方式定義線束零件號(hào)的設(shè)計(jì)方法

這種方法是將每個(gè)電氣選裝功能設(shè)計(jì)拆分成各線束模塊總成，從而減少線束的數(shù)量。圖1所示的線束總成可拆分為圖2所示的線束模塊總成。相應(yīng)的線束數(shù)量變化見(jiàn)表5。

圖2 拆分后的線束模塊總成

表5 線束的數(shù)量變化

針對(duì)整車（用戶定制后確定的電氣功能）的電氣需求，最終供貨的線束由基礎(chǔ)車型線束模塊（可能不止一種）+若干體現(xiàn)選裝電氣功能的線束模塊組合而成，合成過(guò)程見(jiàn)圖3。

5 總結(jié)

采用選裝包的方式進(jìn)行線束選裝設(shè)計(jì)，其好處是：終端客戶在功能選擇方面有足夠的靈活性；可提升用戶的匹配度；在復(fù)雜昂貴的線束上避免了設(shè)計(jì)冗余；簡(jiǎn)單的線束仍然用綜合的方法進(jìn)行管理。

但采用選裝包的方式也有較大的前期成本投入和挑戰(zhàn)，同時(shí)需建立公司級(jí)的體系及專用系統(tǒng)來(lái)支撐。各部門的工作量如圖4所示。

采用選裝包的方式并不適合每個(gè)汽車制造商，一些主機(jī)廠只在最復(fù)雜的線束上實(shí)施選裝包的管理方法，例如儀表板線和車身線。其余線束（車門，發(fā)動(dòng)

Influence of Optional Electrical Devices onVehicle Wiring Harness Design

WANG Yu
（Product Development Department of FAW Co.，Ltd.，Chang Chun 130012，China）

This article introduces terminologies of optionalVehicle devices，and analyzes reasons that lead to diversification of harness design.Two design methods are demonstrated here，which are pre-defined and packagedefined harness component numbering method.Real examples with explanations are provided as reference for readers.

wiring harness；electrical device；optional device

U463.62

A

1003－8639（2016）11－0020－03

2016-05-31；

2016-06-30

王宇（1983-），男，碩士研究生，工程師，從事整車電氣原理及電線束的設(shè)計(jì)工作。