在汽車電子電氣系統中，汽車線束作爲連接汽車各個(gè)電器和(hé)電子設備的(de)重要部件，是汽車安全穩定運行的(de)重要因素和(hé)品質評價體系的(de)重要一環。因此，在汽車設計制造及生産中，應該采取科學有效的(de)措施， 不斷提升汽車線束設計的(de)科學性和(hé)安全性，以确保汽車線束的(de)可(kě)靠性和(hé)安全性。本文從汽車線束的(de)零部件選型和(hé)線束布置兩個(gè)層面，結合汽車不同區(qū)域的(de)防水(shuǐ)要求，對(duì)線束的(de)防水(shuǐ)措施做(zuò)好分(fēn)析，爲線束設計的(de)零部件選型布置、線束布置及防水(shuǐ)試驗驗證提供參考。

汽車線束相當于汽車的(de)神經網絡，連接著(zhe)數量越來(lái)越龐大(dà)的(de)電氣設備，起著(zhe)電力傳輸和(hé)信号傳遞的(de)重要作用(yòng)，直接影(yǐng)響一台車的(de)品質和(hé)性能。因此，汽車線束設計除了(le)滿足汽車的(de)基本性能要求之外，對(duì)線束本身的(de)品質要求也(yě)極高(gāo)。其中防水(shuǐ)性能作爲評價線束品質的(de)重要指标之一，起著(zhe)舉足輕重的(de)作用(yòng)。因此，本文就從汽車線束防水(shuǐ)方面來(lái)介紹一些常用(yòng)措施。

1 汽車防水(shuǐ)區(qū)域劃分(fēn)

整車可(kě)分(fēn)爲濕區(qū)和(hé)幹區(qū)兩部分(fēn)。幹區(qū)是指安裝在駕駛室、乘員(yuán)室、行李艙内等部位的(de)電線束不需要做(zuò)特殊防水(shuǐ)防護處理(lǐ)的(de)區(qū)域。這(zhè)部分(fēn)的(de)線束主要包括儀表盤線束、頂棚線束、扶手箱線束、後保線束等。濕區(qū)是指除幹區(qū)以外的(de)，電線束需要做(zuò)特殊防水(shuǐ)防護處理(lǐ)的(de)區(qū)域，即發動機艙和(hé)四門。這(zhè)部分(fēn)的(de)線束主要包括發動機線束、前保線、蓄電池正負極線束、門線等。

1.1 防水(shuǐ)等級定義

ISO20653 《道路車輛-防護等級（IP代碼） -電氣設備對(duì)外來(lái)物(wù)、水(shuǐ)和(hé)接觸的(de)防護》引入了(le)防護等級這(zhè)個(gè)概念。防護等級是指用(yòng)外殼防止接觸、外來(lái)物(wù)和(hé)／或水(shuǐ)，且由标準化(huà)試驗方法檢驗的(de)防護等級。其中防水(shuǐ)等級的(de)定義見表1。

1.2 防水(shuǐ)等級劃分(fēn)

根據防水(shuǐ)等級的(de)定義并結合汽車不同區(qū)域的(de)環境穩定性，ISO20653标準中提供了(le)一個(gè)關于汽車各區(qū)域防水(shuǐ)等級的(de)示例。在GC ／ T 413-2002 《汽車電氣設備基本技術條件》中則更加具體地規定了(le)汽車不同區(qū)域的(de)防水(shuǐ)等級要求：對(duì)于裝在發動機罩下(xià)或外露的(de)産品宜采用(yòng)的(de)防護等級爲IPX4，進行防濺水(shuǐ)試驗；對(duì)于安裝在駕駛室和(hé)乘務室及行李艙内的(de)産品宜采用(yòng)的(de)防護等級爲IPX3，進行防淋水(shuǐ)試驗。此外，控制器或相關組件、接點、塑殼等應避免布置在地闆100mm高(gāo)度以内，如無法滿足，必須采取密封措施。

1.3 涉水(shuǐ)高(gāo)度定義

在整車開發過程中，考慮到汽車在積水(shuǐ)的(de)街(jiē)道或者是低窪地帶時(shí)，需要涉水(shuǐ)前行，在防水(shuǐ)設計方面需要考量對(duì)于整車涉水(shuǐ)能力的(de)設定和(hé)評估。這(zhè)時(shí)，需要引入涉水(shuǐ)線的(de)這(zhè)個(gè)概念，即以一定的(de)速度能安全涉水(shuǐ)通(tōng)過的(de)**深度。對(duì)于這(zhè)一涉水(shuǐ)深度，國家對(duì)于燃油車并沒有明(míng)确的(de)标準，各主機廠依據自身情況而定。對(duì)于純電動汽車來(lái)說，上海市新能源汽車對(duì)于整車的(de)涉水(shuǐ)标準如下(xià)：對(duì)于純電動汽車的(de)涉水(shuǐ)深度要求在15cm的(de)水(shuǐ)深中，以大(dà)于等于30km／h的(de)速度行駛，涉水(shuǐ)總時(shí)間10min；然後在30cm的(de)水(shuǐ)深中，以大(dà)于等于5km ／ h的(de)速度進行前進、後退行駛，涉水(shuǐ)總時(shí)間10min。

2 線束的(de)防水(shuǐ)密封措施

從整車不同區(qū)域的(de)防水(shuǐ)等級要求來(lái)看，汽車線束主要需要在濕區(qū)和(hé)幹濕區(qū)過渡的(de)區(qū)域滿足防水(shuǐ)要求即可(kě)。現有的(de)汽車線束防水(shuǐ)形式主要分(fēn)爲兩類：一是從線束零部件選型層面的(de)防水(shuǐ)，二是從線束布置走向層面的(de)防水(shuǐ)。

2.1 零部件選型

（1） 接插件

汽車濕區(qū)的(de)線束普遍選用(yòng)防水(shuǐ)的(de)接插件。防水(shuǐ)接插件可(kě)以在承受一定的(de)水(shuǐ)壓情況下(xià)保證接插件内部的(de)機械性能及電氣性能。首先，接插件上的(de)橡膠圈可(kě)以保證線束接插件和(hé)用(yòng)電器插頭之間的(de)密封。其次，配套端子壓接時(shí)采用(yòng)防水(shuǐ)栓壓在導線絕緣皮外，防止液體從接插件孔位滲入。再者，盲栓則對(duì)接插件未使用(yòng)的(de)孔位進行堵塞用(yòng)以防水(shuǐ)。防水(shuǐ)栓和(hé)盲栓須選擇和(hé)導線截面匹配的(de)合适型号。

（2） 熱(rè)縮管

濕區(qū)的(de)導線壓接／焊接以及搭鐵端子等有線芯壓接的(de)地方，考慮其在濕區(qū)環境容易氧化(huà)腐蝕，從而造成連接電阻增大(dà)或者斷路，均需要使用(yòng)帶膠防水(shuǐ)熱(rè)縮管作爲絕緣和(hé)防水(shuǐ)保護。熱(rè)縮管的(de)選型，首先需要選擇合适的(de)長(cháng)度和(hé)與導線線徑匹配的(de)内徑，以保證熱(rè)縮後的(de)密封要求。其次，熱(rè)縮管需要根據其使用(yòng)區(qū)域的(de)溫度選擇合适的(de)耐溫等級，例如，發動機艙的(de)熱(rè)縮管需要滿足工作溫度125℃，乘客艙至少選擇工作溫度100℃的(de)耐溫等級，根據實車的(de)具體情況，則可(kě)能需要選擇更高(gāo)的(de)耐溫等級。除了(le)熱(rè)縮管需要選擇合适的(de)型号之外，熱(rè)縮管的(de)工藝也(yě)決定其密封效果，這(zhè)就要求線束供應商能在以下(xià)三方面來(lái)控制其熱(rè)縮工藝：①收縮溫度；②定位要求；③收縮程度。

（3） 橡膠件

橡膠件的(de)主要使用(yòng)區(qū)域爲濕區(qū)和(hé)幹區(qū)過渡的(de)钣金處，例如防火牆，用(yòng)于隔離發動機艙和(hé)乘客艙、門橡膠件以及兩廂車的(de)後蓋線橡膠件。線束從幹濕區(qū)之間過孔時(shí)，使用(yòng)橡膠件來(lái)進行防水(shuǐ)密封保護，主要是利用(yòng)橡膠件的(de)彈性和(hé)钣金之間的(de)過盈配合，因此在橡膠件的(de)尺寸選擇時(shí)需要注意橡膠件的(de)徑向公差範圍内尺寸必須滿足與钣金孔的(de)公差範圍内尺寸配合。動态區(qū)域的(de)橡膠件則需要滿足門／蓋開啓關閉的(de)行程長(cháng)度要求。另外，爲了(le)保證密封效果，橡膠件的(de)穿線過孔尺寸應該能滿足**導線數量的(de)要求，以及滿足内部線束和(hé)橡膠件内壁的(de)間隙要求，并且橡膠件内的(de)線束之間需要用(yòng)防水(shuǐ)泥填充其間隙，防水(shuǐ)泥必須和(hé)導線以及橡膠件直接接觸。汽車用(yòng)橡膠件因其特殊的(de)使用(yòng)環境，對(duì)其材料要求例如耐溫等級、材料硬度、添加劑成分(fēn)及用(yòng)量均有一定的(de)要求。

（4）防水(shuǐ)卡釘

幹濕區(qū)分(fēn)界的(de)钣金上線束的(de)固定件，盡量采用(yòng)螺柱型卡釘，避免在钣金上開孔。如果實在無法避免時(shí)，可(kě)采用(yòng)防水(shuǐ)卡釘作爲密封件，比如車門内闆等處，并注意钣金孔位置選擇。幹濕區(qū)分(fēn)界的(de)钣金孔應盡可(kě)能避免直接落在雨(yǔ)水(shuǐ)通(tōng)過的(de)路上，且避免布置在電氣零部件上方，钣金孔周圍一定區(qū)域内需要表面平滑光(guāng)整，使其密封效果可(kě)靠。在防水(shuǐ)卡釘的(de)選型方面，一是需注意選用(yòng)和(hé)钣金孔尺寸配合的(de)卡釘，二是卡釘的(de)材料硬度既需要滿足卡釘變形量要求以貼合線束，也(yě)需要滿足對(duì)線束的(de)支撐力要求。在使用(yòng)防水(shuǐ)卡釘時(shí)，線束的(de)布置不易過緊，以免對(duì)卡釘産生較大(dà)的(de)拉力使卡釘密封圈與钣金貼合面産生間隙，影(yǐng)響密封效果。

（5） ABS線束

ABS線位于車輪的(de)軸承上，固定于車身與副車架之間，會随著(zhe)車輛運動而發生長(cháng)時(shí)間的(de)運動，且在日常行駛時(shí)容易遭受水(shuǐ)濺或是浸水(shuǐ)，所以在ABS線設計時(shí)，除了(le)需要考慮機械性能和(hé)疲勞耐久性能，還(hái)需要在防水(shuǐ)性能方面有著(zhe)更嚴格的(de)考量。除了(le)使用(yòng)密封塑殼、盲栓和(hé)密封栓之外，在塑殼的(de)尾部會使用(yòng)橡膠件來(lái)保證塑殼與導線之間的(de)密封性。另外，導線上自帶的(de)橡膠件，一般以注塑的(de)方式來(lái)固定，來(lái)确保導線和(hé)橡膠件之間沒有縫隙，從而達到更優的(de)防水(shuǐ)性能。ABS線生産廠家會采用(yòng)加壓充氣測試來(lái)檢測注塑的(de)防水(shuǐ)效果，主機廠一般會有額外的(de)噴淋試驗等對(duì)ABS線的(de)防水(shuǐ)性能進行檢測，以保證ABS線在整車環境下(xià)的(de)安全穩定運行。

2.2 線束布置走向設計

濕區(qū)線束設計時(shí)，除了(le)在零部件選型時(shí)考慮防水(shuǐ)要求，還(hái)需要在線束三維布置時(shí)考慮其走向設計對(duì)防水(shuǐ)性能的(de)影(yǐng)響。

（1）從線束零部件的(de)布置來(lái)看。除了(le)接插件的(de)選型以外，濕區(qū)接插件的(de)安裝朝向也(yě)很重要，這(zhè)就要求濕區(qū)的(de)用(yòng)電器在布置其電器插頭時(shí)，需考慮到線束的(de)接插件朝向。線束的(de)接插件尾部須爲朝下(xià)或者水(shuǐ)平方向布置，避免朝上導緻接插件尾部積水(shuǐ)，進而水(shuǐ)進入到接插件及用(yòng)電器，影(yǐng)響其電氣性能，甚至影(yǐng)響整車的(de)安全性能。在濕區(qū)的(de)超聲波接點和(hé)搭鐵端子等位置使用(yòng)熱(rè)縮管時(shí)，線束布置方式也(yě)有一定的(de)要求，均建議(yì)選用(yòng)垂直布置，以防止熱(rè)縮管内積水(shuǐ)，影(yǐng)響其電氣性能。

（2） 從線束走向來(lái)看。線束在幹濕區(qū)之間的(de)钣金過孔時(shí)，除了(le)橡膠件的(de)選用(yòng)之外，線束的(de)布置方式及走向也(yě)很重要。一是依據水(shuǐ)往低處走的(de)原理(lǐ)，幹區(qū)的(de)線束需要高(gāo)于濕區(qū)的(de)線束，以防止濕區(qū)的(de)水(shuǐ)進入幹區(qū)。

同時(shí)可(kě)以在濕區(qū)設置滴水(shuǐ)點，使防水(shuǐ)設計更加可(kě)靠。對(duì)于門橡膠件之類的(de)雙頭橡膠件，則要求靜态側的(de)墊圈孔高(gāo)于動态側的(de)墊圈孔，且對(duì)中心點高(gāo)度偏移量有一定的(de)要求，防止水(shuǐ)進入幹區(qū)。二是爲了(le)防止出現虹吸現象，幹區(qū)的(de)線束靠近橡膠件的(de)區(qū)域有一段采用(yòng)稀繞或者不使用(yòng)包裹物(wù)，并選用(yòng)不吸水(shuǐ)的(de)包裹物(wù)，比如PVC。

3 線束的(de)防水(shuǐ)試驗驗證

3.1 零部件防水(shuǐ)驗證

對(duì)于線束零部件的(de)防水(shuǐ)試驗，一般主要是依照(zhào)QC／T29106-2014《汽車電線束技術條件》，對(duì)塑殼、接點、熱(rè)縮管密封等零部件做(zuò)溫度交變試驗／噴水(shuǐ)測試／水(shuǐ)箱浸潤／壓差浸入試驗。有防水(shuǐ)要求的(de)橡膠件，需要經過0.3MPa水(shuǐ)壓的(de)噴水(shuǐ)試驗後，橡膠件與電線密封處不應有水(shuǐ)滲漏。對(duì)于濕區(qū)的(de)接點，則需要3%鹽水(shuǐ)的(de)浸水(shuǐ)試驗測試其絕緣電阻的(de)方式來(lái)測試其防水(shuǐ)性能，且要求濕區(qū)的(de)導線接點在絕緣處理(lǐ)之後，經浸水(shuǐ)試驗絕緣電阻應大(dà)于100MΩ。

3.2 整車防水(shuǐ)驗證

關于整車層面的(de)防水(shuǐ)試驗，一般會有水(shuǐ)密封試驗，即在規定的(de)條件下(xià)，關閉汽車門蓋及孔蓋等，檢查車内及密封系統防水(shuǐ)情況，主要用(yòng)來(lái)評價過渡區(qū)域的(de)線束和(hé)有密封要求的(de)線束的(de)防水(shuǐ)密封性。水(shuǐ)密封試驗一般分(fēn)爲噴淋室噴射試驗、洗車試驗、高(gāo)壓沖洗3種。

（1） 噴淋室試驗分(fēn)爲無負壓和(hé)負壓兩種，噴淋時(shí)間一般10min，具體噴淋速度和(hé)壓力按各主機廠要求。

（2） 洗車試驗，一般是采用(yòng)自動洗滌設備，自動洗車50遍。

（3） 高(gāo)壓沖洗試驗，即采用(yòng)50~100bar不等的(de)壓力進行沖洗，時(shí)間上盡量接近實際的(de)洗車操作。試驗之後，需将門飾闆拆除，檢查所有幹區(qū)線束的(de)損壞情況。

其次還(hái)會依據車型來(lái)設計涉水(shuǐ)試驗，即以不同的(de)速度通(tōng)過不同的(de)水(shuǐ)深，模拟車輛在積水(shuǐ)路面的(de)涉水(shuǐ)情況。

除了(le)對(duì)于汽車常規使用(yòng)工況的(de)模拟之外，汽車也(yě)需要對(duì)一些可(kě)預見的(de)使用(yòng)和(hé)濫用(yòng)做(zuò)相應防水(shuǐ)試驗，例如，對(duì)駕駛艙、行李艙等常規幹區(qū)做(zuò)滴水(shuǐ)試驗以及灌注測試，用(yòng)以模拟駕駛艙水(shuǐ)杯潑灑，行李艙液體潑灑，或者是下(xià)雨(yǔ)天天窗(chuāng)忘關等可(kě)預見的(de)意外情況。