鋁導線的發展與應用
     目前鋁材料在高壓導體和汽車用低壓導線領域已成為銅的主要對手，雖然鋁在導電率和安全性能上微遜于銅，但是隨著銅價高漲以及鋁線的推廣和技術的進步，線束也開始逐步采用鋁線。鋁導線推廣也是成為今后汽車用導線發展的一種趨勢。

     自2005年以來，銅價飚升，不論用戶與電纜制造商都是“望銅興嘆”，因此一直想尋求其替代品。世界電線電纜從五十年代開始曾三次提出以鋁代銅的方案，例如現汽車行業投資金支持電線電纜行業從事以鋁代銅的研究工作，這在過去是從未發生過的，說明銅價上漲影響已非常大。目前法國汽車工業已開始使用鋁芯導線，德國汽車工業也在研究汽車線芯使用鋁導體，在于輕量化的考慮，由于銅和鋁密度比重比為：3.29:1，在目前銅作為線束導線主要導電載體的情況下，如果鋁線能替代銅線，在整車導線的重量也將大大降低。但是不得不提的是，銅和鋁的導電率比為： 1:0.629， 鋁在導電性能上還是稍弱于銅。不過我們可以采用符合部分現行法國標準（NF）的汽車銅包鋁鎂導線來減輕整車 的線束重量。銅包鋁鎂密度為4.00g/cm3，銅密度為8.89g/cm3，密度比約為1:2.2，因此，1000kg銅包鋁鎂合金線的長度會相當于2200kg純銅線的長度。

     現大部分汽車用導線因為考慮到導線的機械強度方面的問題，一般最小截面積都選擇為0.5mm2。但從目前對日歐車系的線束導線進行分析，部分車型已開始使用0.35mm2的導線，采用0.35mm2的導線替代0.5mm2的導線，在同等單位長度上將節約30%的重量。

     從導線的總成結構來分析，0.35mm2的導線在外絕緣層及導線的芯線直徑上均能滿足線束的機械性能的要求。同時，全球線束頂級供應商德爾福派克也正在推行0.13 mm2的導線，導線機械強度與端子壓接已不成問題，但0.13 mm2的導線的電阻率較大，因此對其所傳輸的信號類型上要所有考慮。德爾福推出的0.13 mm2的導線已經在國外的一些車型上已得到了應用。但在國內由于考慮到安全性、工藝性及使用風險性等問題，新的產品并未采用這種新型導線。鑒于銅價的高漲，線束信號傳遞用的導線越來越細也將成為趨勢。

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導線截面積選擇時考慮輕量化
線束用導線的外絕緣層也在不斷的進行技術革新，使得電線的重量減輕、性能提高。目前國內外的按導線線皮分，有厚皮線、屏蔽線、同軸線、高溫硬皮線、薄皮線等等。按標準來分主要有日標（AVSS等）、國標（QVR）、德標（FLRY）、美標等幾大系列。其中德標（FLRY）的導線絕緣皮更薄，柔韌性好，相應的同樣線徑的導線質量也是相對最輕的。我們可以將原來笨重的厚皮導線使用相同標準要求的硬薄皮線，并且能通同等的電流，在一些信號保真率要求比較高的電子設備方面，電子設備的供應商通常要求一些性能卓越的屏蔽線來進行信號傳輸，其要求通常是大大的超過了實際的需求，所以從價格，成本上方面去考慮，我們也可以適當的用性能一樣優越的導線更換屏蔽線之類的質量重、價格高的導線，比如CAN總線，在CAN總線的物理層定義里面，有兩種導線可以選擇： 屏蔽線以及雙絞線，如果CAN系統提出，要求使用屏蔽線， CAN總線涉及全車ECU，由于其總線節點分支也比較多，該部分的屏蔽導線引起的重量也是明顯的，但根據實際狀況，國內外開發的CAN系統均采用0.35平方的雙絞線來進行信號傳輸，并完全能保證信號傳輸的保真性。

線束布置時的輕量化考慮
世界上的整車線束布置從線束分段上面基本上分為整體式、功能分段式、區域分段式等幾種。其中由于各個整車廠的設計思路以及工藝要求的不同，線束布置的型式也就不同，歐洲車系通常使用整體式的線束布置，而日系汽車以豐田為代表，其線束布置主要根據車輛區域來進行分段。而國內、印度、美系車等則是按照功能和區域來進行分段。

從布置的輕量化的角度來考慮，線束的整體式的會比較有優勢，整體式的線束將通常所使用的單段的儀表板儀表、底板線束，頂棚線束以及發動機艙線束都整合在一起，中間節約了儀表板線束與底板線束的連接、儀表板線束與發動機艙線束的連接、儀表板線束與頂棚線束連接的接插件，同時也節約了連接件的相關支架。

其次有優勢的就是日系汽車的分區域分段式線束布置，由于日系車在線束設計分區設計概念上比較成熟，車身上的設計也是趨于模塊化，線束的連接、線束的布置，都能在一個比較優化的設計下進行。由于設計的模塊化做的比較好，長時間下來，其線束的固定，連接都采用了輕量化的想法。其線束總體質量也是比較輕的。

1、底板線束布置對輕量化的影響
底板線束的布置上還可以分為H型布置、h型布置、 E型布置等各種不同的布置，每種布置對線束的輕量化也是有一定的影響，根據線束的布置形式的字母看出布置大致的形狀，而且這些布置均在車身地板上，車身地板上的這些線束的連接件以及固定支架的重量對線束來說也是很客觀的。以下描述了的各個布置對整車輕量化影響。

H型布置的是線束布置中較好的一種布置方式，因為H型的線束布置型式照顧到整車用電器所涉及的全部范圍，而且由于這樣的布置方式和儀表板線束兩端都進行了連接，對接接插件的空間預留量很大，但是在輕量化的方面有一些局限性的。
H型的布置方式使用底板線束和儀表板線束只留一個接口，其線束兩端接口集成為一個，線束與地板對接處的集成度高，空間預留緊湊，能一定程度地減輕地板線束重量，但如果對設計前期定義比較好，未來改動不大的情況下去考慮這種方式比較好。

2、機艙線束布置對輕量化的影響
發動機艙線束的布置也分H型布置，C型布置，F型型布置。由于機艙保險絲、繼電器盒一般來說是集成在發動機艙線束上的，如日系的豐田RAV4車采用H型布置，且保險絲盒用到兩個，線束由于需要在前圍上開兩個孔，同時需要和儀表板線束上對接，從零件數量上來說，這樣的布置方式生產出來的線束重量最重。

C型的布置形式在輕量化上也是比較好的，C型的布置在前圍板上只開一個孔，同時僅采用一個保險絲、繼電器盒的設計，在發動機艙右邊的電器件不多的情況下，C型的布置比較合理，同時節省一定的線束部件及導線長度。
目前最流行為F型的布置方式，即發動機艙線束一條分支從發動機艙前圍板上通過，一條是從發動機艙左邊向前布置過去，將所有的電器設備串聯起來。這樣的方式布置合理，但從制作的線束重量來說是適中的一種方案。

汽車線束輕量化的發展趨勢
目前，CAN數據總線的廣泛應用，使線束的接線更簡化、結構更緊湊， 既可減輕重量, 又能降低成本，因此也成為線束輕量化的一種發展趨勢。

線束的技術在不斷的發展，隨著市場的需求越來越高，線束的輕量化也是勢在必行，上述內容探討了線束在輕量化方面的一些趨勢以及總體布置對線束輕量化的影響，對輕量化的研究和技術研究也是無止境的。

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【解決方案】汽車線束如何實現輕量化？
引言：目前，“汽車輕量化”的概念已經滲透到汽車制造的方方面面，比如以塑代鋼減輕汽車自重、汽車內飾的輕量化、汽車座椅的輕量化等，這些設計理念都代表著“汽車輕量化設計”的未來發展趨勢。而作為隱藏在汽車內部宛如汽車“神經系統”的線束，在輕量化方面也大有可為之處。

近日，在2014國際汽車零部件關鍵技術論壇上，本刊記者與德爾福派克電子電氣系統架構工程經理金英男女士進行了一場面對面的交談，深入了解德爾福針對細線徑導線和鋁導線的研發及應用提出的一系列解決方案，共同探討汽車線束系統輕量化的技術突破與未來的發展趨勢。

細線徑導線和鋁導線

——汽車線束減重的創新解決方案

作為全球領先的乘用車、商用車及其它細分市場的電子與技術供應商，德爾福始終堅持以“安全、綠色、互聯”為理念的技術研發。德爾福派克電子/電氣架構系統事業部作為德爾福五大事業部之一，在主線束系統總成、大功率線束總成等方面進行技術創新，致力于為整車提供外徑更小、重量更輕的輕量化汽車線束。

據金英男介紹，線束是汽車中最重、最復雜的部件之一。隨著汽車電子化、信息化的迅猛發展，人們對汽車電子電氣功能的要求不斷提高，汽車狹小的空間內所放置的電子電氣設備也隨之增多，導線數量也相應不斷增加。1950年，一輛汽車內只有50根導線；2012年，一輛汽車內有1200根導線；相信到2020年甚至更遠的未來，汽車內的導線數量將繼續增加。

德爾福新型鋁導線
金經理給了我們一組數據：據統計，目前一輛高檔汽車的導線使用量達2km，重量在20~30kg左右。線束重量每減少10%，燃油經濟性可提高3%。如果一輛汽車每消耗1加侖汽油可以行使20英里(約合32km)，那么按每年行使15000英里(約合2414km)計算，燃油經濟性每提高3%，每人每年就可以節省22.5加侖(約合85L)汽油。“線束減重在幫助整車減重、提升燃油經濟性方面有著不容忽視的作用，將會越來越受到汽車制造商的重視。”金經理說。

除了導線數量的增加，汽車內部“蜘蛛網”般的導線排布也變得更為復雜，在這種情況下，如何合理布線成為業內的重大課題。而對于汽車零部件的設計來說，則希望線束尺寸越來越小、重量越來越輕。金經理表示：“就汽車線束而言，德爾福的細線徑導線和鋁導線為汽車制造商提供了簡單、明智的解決方案。”

汽車線束重量可分別減輕66%和48%

“汽車用導線一直在往細化的方向發展。”金經理在描述汽車線束的發展歷程時說，“10年前汽車發動機艙里的線束中，很少看到0.3mm2和0.35mm2的導線；6、7年前，在汽車線束設計中幾乎45%50%的導線都是0.3mm2的導線。而我們現在做的，就是將這些0.3mm2的導線用更輕、更細的導線來替代。”

德爾福本著“安全、綠色、互聯”的設計理念開發出0.13mm2無鹵素超薄壁導線，

大大減輕了線束重量。據介紹，德爾福無鹵素薄壁導線是聚氯乙烯（PVC）和交聯聚乙烯（XLPE）等傳統導線的環保型替代產品，擁有比薄壁PVC 導線更耐高溫，層壁更薄、更輕的絕緣層。0.13mm2導線一般用在開關信號、傳感器信號等的電流回路，相比0.3mm2導線，單線外徑減少40%，重量減少高達66%，且不含鹵素和重金屬，可回收再循環使用。金經理介紹說，德爾福的無鹵素薄壁導線具有行業里最強的抗壓和抗損能力，耐磨性方面也明顯超過了美國汽車工程協會和國際標準化組織的試驗標準，它還具有超強的防火能力，因其卓越的性能在業界備受贊譽。

然而，細線徑導線在實際應用中也遇到了很多挑戰。金經理表示，細線徑導線在電子行業有很多應用，但是在汽車行業應用中，因為汽車工作的環境比較惡劣，所有材料都處在振動中、潮濕或者灰塵很多的地方，這對材料和工藝的要求非常高，新材料的應用要很好地融合到現有工藝上去。針對這些應用中的挑戰，德爾福采用了一系列創新解決方案。

德爾福鋁導線端子和鋁導線
首先是0.13mm2導線的抗拉強度問題，德爾福使用了銅鎂合金，添加0.2%的鎂，大大提高了導線的機械強度。現在，德爾福0.13mm2導線已經超過0.22mm2和0.35mm2的PVC導線抗拉強度。此外，德爾福0.13mm2導線并沒有直接使用傳統的0.3mm2導線的端子壓接，而是研發出L型端子，利用一高一低的壓接翼技術，讓導線的電氣性能和機械性能在同一個壓接高度上同時達到最優。同時，為了更加普及0.13mm2導線的應用，德爾福開發了一種新型的Double-X壓接工藝：將0.13mm2導線剝頭剝長一些，將它折彎后進行壓接，這種壓接方式相當于壓接0.26mm2導線，可以直接使用現有的0.3mm2端子體系，應用比較廣泛。

除了采用細線徑導線，在導線的導體材料應用上，德爾福在經過多次比較、研究之后，用鋁導線替代了傳統的銅導線。金經理說明了德爾福選擇鋁導線的原因：“我們選擇導體材料要求十分嚴格，要求材料的導電率必須超過58%，伸長率超過8%，選擇的金屬全球儲備量還要充足。根據每年的預計用量統計，鋁可比銅多用100年，其導電率高達60%~64%，而且用鋁導線代替銅，線束重量可減輕48%。基于這些優勢，德爾福選擇了鋁導線。”

據悉，德爾福從1969年開始從事鋁導線開發，2012年開始生產鋁導線，在鋁導線的研發和應用方面擁有豐富的經驗。針對鋁導線在空氣中易氧化、電氣性能和機械性能不穩定等問題，德爾福開發了一種帶毛刺的端子，端子的壓接翼帶有一個倒刺，在壓接過程中，倒刺會刺破鋁導線的氧化膜，與導體里的新鮮鋁接觸，而且該接觸面是在無空氣的情況下接觸，故而導電性能更佳，且倒刺摳住鋁，也能相應增加機械強度。應對鋁導線因電偶腐蝕造成的氧化，德爾福則采用了密封工藝來截斷銅鋁接觸面與空氣的接觸，防止氧化。

“一種新技術、新產品在應用過程中，遇到技術難點是不可避免的；隨著人們攻克一個個難關，新技術的應用范圍也就越來越廣泛。當然，這并不代表汽車的所有線束都會進行新老更替。像德爾福的0.13mm2導線并不是無限制地替代整車上的所有線束，因為0.13mm2導線電阻率較高，在大電流的地方未必適用，雖然它可替代信號線，但不能替代電源線。”金經理最后總結道，“德爾福在新型導線的研發和應用方面領先于其它供應商，在過去幾年里更取得了長足的進步。0.13mm2無鹵素超薄壁導線已投入生產，制造基地遍布世界各地，目前國內外多個整車廠有很多項目應用了0.13mm2導線，其應用越來越成熟和普遍。

目前大線徑鋁導線的應用越來越廣泛，已經有不少車型在應用，接下來初級和中級鋁導線也將廣泛地應用到各個項目上去。在新型導線的開發和應用上，我們愿意為全球的客戶提供支持。”

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