汽車電線束防水區域劃分與防水等級設定

汽車的防水性能作為影響汽車舒適性和可靠性的重要因素，其設計的好壞，直接影響著消費者的直觀感受。日常生活中，車輛接觸到水衝擊的情況很多，比如雨雪天行車、駛過過水路面、洗車等，尤其是當前的城市內澇對於汽車的防水性能帶來了更加嚴峻的考驗。汽車線束作為連接汽車電器的神經系統．承載著電流和信號的傳輸任務，所以電線束防水一旦失效，輕者造成電器功能失效，嚴重的會引起短路造成燒車等災難。所以線束的防水性能設計在汽車整車電氣系統設計中顯得尤為重要。

1電線束水密性要求

整車防水性也就是整車水密性，包括淋雨、涉水、高壓清洗等工況下對整車、制動系統及部分電器性能的綜合評價。在分析汽車電氣設備的防水性能要求時，我們通常參照ISO一20653《道路車輛一防護等級(IP代碼)一電氣設備對外來物、水和接觸的防護》中的防水等級和分區，見表1：但此表格對於安裝位置的劃分比較寬泛。所以其對應的防水等級對於線束並不完全適用．比如車外部燈具，雖然燈是直接受到噴水和濺水的衝擊，但是線束一般是處於燈後部，不會受到水的直接衝擊，所以直接使用該表中的防護等級就會造成設計冗餘過高。另外，有些處於溼區的電氣設備的安裝區域，在本表格中是未涉及或未詳細描述的．比如處於側門內的設備，雨天時側窗上水會沿玻璃泥槽密封條處滲入到內部，對設備造成滴濺水，導致功能降級或失效。

在我國的汽車行業標準中，也對電氣設備的防水性進行分區。例如，QC／T413《汽車電氣設備基本技術條件》中3．6．3條款「產品防水性能」中規定：①對於裝在發動機罩下或外露的產品宜採用的防護等級為IPx4，進行防濺水試驗。②對於安裝在駕駛室和乘員室及行李艙內的產品宜採用的防護等級為IPX3，進行防淋水試驗。很明顯，機艙內部和外露產品的防護等級的設定是低於國際標準的，而室內的防護等級的設定是高於國際標準的，標準要求出現了不統一問題。對於汽車線束的行業標準，一般只對插接器和接點做出了防水要求。在QC／I'29106《汽車低壓電線束技術條件》中規定接點的防水試驗方法和要求，對接點採用浸水測量絕緣電阻的方式測試防水性能。對於插接器的防水性能，在QC／T1067第1部分《定義，試驗方法和一般性能要求》「4．9防水性能」條款中提供了3種測試方法：浸水試驗；防濺水試驗：高壓水噴射。而具體的適用位置是不做明確要求的。且試驗方法需要由製造者和汽車製造商協商選擇，這就使在設計時對於線束插接器的防水要求不易把握。在美國通用汽車公司的GMW3191《插接器測試和驗證規範》中對於插接器的密封等級做了相關規定，按照安裝位置劃分為3個水密等級，分別進行相應測試(表2)，這種方法相對比較科學，但是劃分的區域也是比較寬泛的。

線束的防水等級要求與安裝環境有密切關係。而汽車線束在整車上的布置可以說是無處不在，所處的環境和工況也並不是通過簡單寬泛的區域劃分就能區分出來，所以有必要對線束分區進行細化。

2電線束防水區域劃分和等級設定

在做防水區域劃分之前，我們需要引入「涉水線」的概念。涉水線指汽車以10kM/h車速行駛時所能通過的最深水域的水平面。可以說汽車的涉水能力取決於涉水線的高度，所以在做電氣系統的設計時，要參考整車的涉水深度，使關鍵電器如點火系統、進氣系統、配電系統等處於涉水線以上的整車安裝狀態，同時有針對性地對涉水線下電氣系統採取防浪湧、防噴濺的防水措施。根據車輛的涉水深度和電器的分布區域，把整車線束的布置區域劃分為11個典型安裝部位。見圖l。

1)區域①：駕駛室及乘員艙。位於此區域的線束一般布置在儀錶板及控制臺內部、座椅內、地板上、4門防水膜內側、頂棚內等區域，是典型的幹區。此區域一般不會直接接觸到水，所以不做IPX4以上的防水要求。但是考慮到人為因素，如用溼布擦拭內飾時水的滲入、水杯傾倒灑水、雨雪天氣鞋帶入水等因素，需要對特殊部位進行防潮氣、防滴濺的防水處理。例如布置在門檻部位的車身線束的插接器不能垂直安裝，線束內部的中間接點使用雙層熱縮管進行防護。

2)區域②、③：4門等開閉件部位。4門是比較特殊的部位。在防水膜的外側，一方面由於密封不嚴。側窗上的水會沿著玻璃泥槽進入到車門內飾內部另一方面在車輛涉水時，水會通過門下方的排水孔進入車門內腔，所以該區域屬於溼區。以涉水線劃分。即處於涉水線以上的線柬部件要滿足防濺水要求，涉水線以下的線束部件除需滿足防濺水要求外。還要滿足防浸水的要求。而在防水膜內側則屬於幹區，但是此區域在特殊情況時也會受到水的影響．如用溼布擦拭門內飾、雨天開門等情況，此種情況一般持續時間較短，且水濺部位多為整車小開關區域並不與線束直接接觸，除有特殊需求外，一般不做防水處理。見2.

3)區域④：後背門或者行李廂蓋。此區域分為兩部分：尾門門腔內部一般會有刮水電動機、除霜、背門鎖等電器設備；外部有牌照燈、攝像頭、後尾燈等電器設備。位於內部的線束一般不做水密性要求，而外部的線束則會受到水衝擊影響。尤其在洗車時會間接受到高速水流的衝擊。所以需要滿足防增強濺水的要求。

4)區域⑤、⑥：後保險槓部位。後保險槓位於涉水線以上部分通常會安裝尾燈．以下部分有倒車雷達、霧燈、倒車燈等電器。線束的安裝環境與後背門外部的環境類似，同樣需要滿足防增強濺水要求，涉水線下的還應同時滿足防短時浸水IPX7的要求。

5)區域⑦：頂棚區域。車頂外很少有電器設備，天線的線束一般不會外露。所以對於線束來說不必做防水要求。但是對於特殊或改裝車輛，如警燈、警笛、加裝的高位探照燈等線束會有外露，這就需要線束滿足防增強濺水IPX4或以上的要求。

6)區域⑧：發動機上。位於發動機上的線束工作環境非常惡劣，發動機屬於高溫和高振動設備，溫度變化會使有密封結構的腔體電器件如氧傳感器的線束插件內外產生氣壓差。振動會對插接器對接部位的密封性造成影響。處於涉水線下的部位除承受短時浸水外．還會在車輛行駛過水時承受濺水的衝擊。並且發動機線束部分暴露在進氣格柵下，高壓水槍洗車時會對線束造成高壓水衝擊。所以發動機上線束的水密性要求應相對提高，至少應滿足防增強濺水和防浸水的要求。

7)區域⑨：前艙內發動機周邊。發動機周邊的環境溫度和振動情況相對於發動機好一些。位於散熱器後線束會直接受到水的衝擊．在線束布置時應避開直接衝擊區域，使插接器位於設備下方的遮擋區，並採用低位布線，形成倒水彎(圖3)，且禁止在線束的回水彎折處設置接點(圖4)。另外，前艙內線束的非防水部件和關鍵設備如熔斷絲盒、電噴ECU、ABS—ECU等必須布置在涉水線以上的相對發動機高位。涉水線以上部件需要滿足防濺水要求，以下部件應滿足防增強濺水和防浸水要求。

8)區域⑩：前保險槓。在雨天和涉水時前保險槓區域直接面對水的強烈衝擊，所以位於此區域的用電設備的水密性要特別重視．例如電喇叭必須位於涉水線

以上．以防止進水喇叭失真。位於前格柵後、散熱器前的線束應能承受強烈噴水的衝擊。位於涉水線以下的設備，如前雷達、前霧燈等還需滿足防浸水要求。燈具線束位於燈具後方．雖然不會受到水的直接衝擊，但是燈具屬於高低溫交叉變化的部件。直接安裝到燈上的插接器內部也會在燈冷卻時形成負壓．所以一定要選擇高水密性的插接器，或者採取更好的防水措施，如在防水堵上增加加強筋以提高防水耐壓等級。

9)區域⑩：底盤和4輪簧下區域。底盤和4輪部位的環境非常嚴酷，是接觸水衝擊最頻繁、衝擊強度最大的區域。由於車輪高速旋轉，周圍的線束會受到強烈的水衝擊，線束應滿足防高壓水噴射的要求。而且該區域的線束均處於涉水線以下，所以必須同時滿足防短時浸水要求。

3總結

整車的防水設計是一項非常複雜和重要的工程。線束的水密性是電氣系統可靠性的重要組成部分。線束是汽車的關鍵部件，基本功能是承載電流和信號。而防水性能不好直接影響著基本功能的實現。對於線束來說，其布置和安裝位置不像其他零部件在整車上的位置是比較規矩的。線束的布置和走向、插接器選型、工藝設計、外防護選型等都會對線束的水密性產生影響。所以線束的水密性設計是相當複雜的，在線束設計時要綜合考慮周邊環境和工況因素，選擇最優的防水措施。

參考文件：汽車電器

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文章由易車號作者提供