車(chē)用線束與CAN總線控制車(chē)內(nèi)通信技術(shù)動(dòng)向

　　在現(xiàn)代汽車(chē)上,電子控制系統(tǒng)與線束有著密切關(guān)系。如果把微機(jī)、傳感器與執(zhí)行元件的功能用人體來(lái)比喻，可以說(shuō)微機(jī)相當(dāng)于人腦，傳感器相當(dāng)于感覺(jué)器官，執(zhí)行元件相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)器管。顯然，只有頭腦和各種器官，沒(méi)有神經(jīng)和血管，人體的手足將不能發(fā)揮應(yīng)有的功能。

　　連接汽車(chē)的電氣電子部件并使之發(fā)揮功能的電線束，就是起汽車(chē)中“神經(jīng)與血管”的作用。線束是由構(gòu)成電路的電線組成，它既要確保傳送電信號(hào)，也要保證連接電路的可靠性，向電子電氣部件供應(yīng)規(guī)定的電流值，防止對(duì)周?chē)娐返碾姶鸥蓴_，并要排除電器短路。

　　汽車(chē)的線束從功能來(lái)分，有傳遞傳感器輸入指令的信號(hào)線和運(yùn)載驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件(作動(dòng)器)電力的電力線二種。信號(hào)線是不運(yùn)載電力的細(xì)電線(光纖維通信)，電力線則是運(yùn)送大電流的粗電線。例如信號(hào)電路用的導(dǎo)線截面積為0.3、0.5mm2;在電機(jī)、執(zhí)行元件用的導(dǎo)線截面積為0.85、1.25mm2，而電源電路用導(dǎo)線截面積為2、3、5mm2;而特殊電路(起動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)接地線等)則有8、10、15、20mm2不同規(guī)格。導(dǎo)線截面積越大，電流容量也越大。電線的選擇，除了考慮電氣性能外，還要受到車(chē)載時(shí)物理性能的制約，因此其選擇范圍很廣。例如，出租汽車(chē)上的頻繁開(kāi)/關(guān)的車(chē)門(mén)和跨越車(chē)身之間的電線應(yīng)該由撓曲性能良好的導(dǎo)線構(gòu)成。在溫度高的部位使用的導(dǎo)線，一般采用絕緣性和耐熱性良好的氯乙烯、聚乙烯包覆的導(dǎo)線。近年來(lái)，微弱信號(hào)電路使用的電磁屏蔽線也不斷增加。

　　另外，連接線束與電子、電氣部件、電路的重要部件——接插件近年來(lái)也不斷進(jìn)行改進(jìn)。例如采用電阻焊制造的車(chē)用接插件與新型線束材料成功應(yīng)用于車(chē)頂模塊(roof module)上。

　　隨著現(xiàn)代汽車(chē)安全性、舒適性及環(huán)保要求的不斷提高，汽車(chē)上的電路數(shù)量與用電量顯著增加，從而使大量線束在有限的汽車(chē)空間中如何更有效合理布置已成為汽車(chē)制造業(yè)面臨的問(wèn)題。本文以汽車(chē)線束為中心，并對(duì)車(chē)載通信技術(shù)的現(xiàn)狀與今后發(fā)展動(dòng)向作概要介紹。

　　汽車(chē)線束的發(fā)展概況

　　汽車(chē)線束為了適應(yīng)車(chē)輛的高功能化和用戶(hù)需求的多樣化，在車(chē)上占用空間逐漸擴(kuò)大。而事實(shí)上，為了提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和減輕重量，電線本身從原來(lái)的AV線不斷減少直徑，經(jīng)過(guò)AVS線到AVSS線。線束直徑不斷減少。而且近年來(lái)多路傳輸技術(shù)(車(chē)載局域網(wǎng)(LAN))的應(yīng)用使得電路數(shù)大為減少。圖1表示1800～2000mL排量級(jí)的乘用車(chē)上的電路數(shù)與線束最大直徑的變化過(guò)程。但是從線束的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，其車(chē)載數(shù)量仍然在增加，而在高級(jí)轎車(chē)上 電路數(shù)甚至超過(guò)2000個(gè)。

　　作為減輕線束重量的有效方法之一是電源電壓采用42V。從電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向(EPS)或電動(dòng)空調(diào)裝置等要求大電力負(fù)荷來(lái)看，由于在不增加電流的條件下(電線截面積不增加)有可能增加電力供應(yīng),因此被認(rèn)為是一種有效方法。另一方面,隨著電源電壓上升,也發(fā)生電磁噪聲或漏電等安全問(wèn)題,不得不采取帶屏蔽的導(dǎo)線或防水接插件,于是又使線束的重量增加。因此,隨著車(chē)載局域網(wǎng)應(yīng)用的普及,要求采用對(duì)電磁干擾具有高屏蔽特性的導(dǎo)線材料。

　　在上世紀(jì)90年代以來(lái)，以歐、美、日汽車(chē)整車(chē)公司為中心，不斷推廣使用模塊化生產(chǎn)方式，作為模塊內(nèi)配線介質(zhì)，采用平面配線材料例如柔性化印刷電路(FPC:flexible printed circuit)或柔性化平面電纜(FFC:flexible flat cable)。在模塊中特別是配線空間非常有限的車(chē)頂、車(chē)門(mén)及配電板(Console)中，作為兼顧擴(kuò)大車(chē)廂空間與提高線束布置有效性的方法，預(yù)計(jì)在今后將會(huì)進(jìn)一步推廣。

　　隨著柔性化印刷電路應(yīng)用于模塊，以及電子部件的裝配或傳感器部件的集成化，從而使配線材料向高功能方向發(fā)展。例如FPC在儀表板上的應(yīng)用與膜片(membrane)支承傳感器或在天線上應(yīng)用，就是很好的實(shí)例。

　　在多路通信功能方面，由于通信量增加以及擴(kuò)大在安全功能方面的應(yīng)用與多媒體信息的獲取，在這種發(fā)展形勢(shì)下向更高速、高可靠性的通信協(xié)議發(fā)展。預(yù)計(jì)今后，不僅在車(chē)輛內(nèi)部，而且在道路與車(chē)輛之間，車(chē)輛與車(chē)輛之間等領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將進(jìn)一步獲得應(yīng)用。導(dǎo)線作為汽車(chē)內(nèi)部的通信介質(zhì)，將向高速化、耐電磁干擾而且向“光化”(即采用光導(dǎo)技術(shù)發(fā)展方向)變化。