0.13mm2細導線在汽車線束中的應用

2020-12-25 易車網

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輕量化是汽車技術發展的方向之一，也是汽車節能減排的一個重要手段。汽車線束是汽車電路的網絡主體，被喻為汽車的神經血管系統。隨著汽車智能網聯化的發展，連接各個電器件的線束也越來越複雜，線束質量也就不斷增加。汽車線束質量約佔汽車質量的1%~2%。據統計，一輛高級汽車的線束使用量已達2km，質量在20~30kg。汽車線束及其附件的未來發展趨勢是更細、更輕、更薄。現今，汽車主機廠的成本壓力越來越大，更小、更輕的導線不僅能降低成本，還能降低整車質量、節省使用材料、降低汽車油耗。無論從技術、成本還是環保的角度考慮，汽車上的電線尺寸將會越來越小。目前，汽車上普遍使用的信號線的線徑導線為0.22mm2、0.35mm2，信號線的導線利用率一直很低，0.22mm2、0.35mm2的銅導線可以承受10A左右的電流（環境溫度24℃），但是信號線內真正流通的電流往往只有幾毫安，這樣資源的浪費成為很多線束生產廠家關注的焦點，更小線徑的電線如0.13mm2電線代替0.22mm2、0.35mm2的信號線是電線行業未來發展的必然趨勢，但0.13mm2電線其機械性能如抗拉強度低，壓接困難是其應用的最大障礙。

10.13mm2電線強度增加方法普通的0.13mm2銅電線由直徑約為0.16mm的7根銅絲絞合後包裹0.2mm的聚氯乙烯或交聯聚氯乙烯絕緣層，導體抗拉強度在280N/mm2左右，電線的拉斷力約為60N，線束信號線的設計中就遇到質量減輕和普通0.13mm2電線的強度達不到0.22mm2、0.35mm2電線的強度的技術矛盾。

1.1銅鐵合金的應用

在設計過程中採用目前創新發明中採用的發明問題解決理論即TRZ理論中的發明原理通過採用複合材料這一發明原理來達到提高金屬導體強度的目的，為保證代替的導電性，在設計中我們採用導電性比較好的銅鐵合金，導體芯由6根銅鐵合金單絲和1根銅包鋼單絲相互絞合形成，銅鐵合金單絲中銅的含量為90%~98%，鐵的含量為2%~10%。銅包鋼單絲的銅的含量為20%，鐵的含量為80%。同時，還通過TRIZ理論的九窗口的資源分析方法分析採用導體系統外的資源進行設計，採用強度比較高的茂金屬聚乙烯代替目前普通電線採用的聚氯乙烯，從而最終實現了製作的0.13mm2電線的強度達到0.22mm2或0.35mm2電線強度的要求。

1.2銅錫合金的應用

銅錫合金由於其導電性好、強度高，在提高電線的強度方面也得到應用。李慶森等]採用7根直徑為0.157mm的銅錫絞合，導體的抗拉強度達到了600N/mm2，增強了導體的強度，銅錫合金中錫的質量比例為0.3%，絕緣層的材料為聚氯乙烯絕緣材料，絕緣層的厚度為0.2mm，所製作的0.13mm2電線滿足導電性能要求，提高了機械強度，該汽車電線的外徑較小、質量較輕。

1.3其它增強方法的應用

除採用銅合金增強導體外，其它導體的增強方法也不斷獲得專利授權。王亞東等採用6根銅絲絞合在中心一根鍍鋅鋼絲或不鏽鋼絲的表面的方法提高了細線的強度，該方法導電可靠、成本低廉，並且報廢后容易分離回收，利於環保。常雲德等國在鍍錫銅絲絞合過程增加碳纖維填充，碳纖維的加入既保證了導體的導電率，又大大提高了電線的強度和柔韌性。

20.13mm2細線的壓接方法

為減輕汽車電線束的質量，0.13mm2細線逐漸作為信號線代替汽車上0.35mm2的電線。然而0.13mm2細線除強度需要增強外，其壓接存在很多技術難題，首先0.13mm2細線的壓接端子往往較小，端子在送料底板組件的定位很難處理，處理得不好會出現喇叭口不穩定、送料不順暢問題。其次，壓接時端子非常小，壓接機的力量還沒有完全傳遞到壓接區，壓接模具滑塊自身的衝擊力就會壓接端子，造成壓接時高度跳動。同時，超細導線太細，壓接的時候很難矯正成直線，彎曲的電線壓接時不能夠恰恰放置到端子的正上方，壓接時存在漏芯線的風險。我們針對現有壓接技術中存在的問題，發明了一種0.13mm2細線壓接方法回，通過端子定位前移，壓接模具增加彈性裝置，切刀變薄、機械手遷移，改變策略、先壓絕緣皮，解決了細線壓接存在的問題。端子定位前移是指端子的送料定位部分向壓接區域儘可能的靠近，保證定位足夠多的端子，防止了端子料帶不漂移，從而保證壓接後的端子喇叭口的穩定。壓接模具增加彈性裝置是指在壓接模具的滑塊下端增加退料架，裡面裝配較硬彈簧（圖2），消除下壓過程中滑塊自身的衝擊力，讓壓接機的力量正確傳遞過來，避免了壓接高度波動的問題。切刀變薄、機械手遷移為切斷刀儘量變薄，全自動壓接機的機械手就可以儘量向壓接區靠近，減小端子的彎曲度，減少壓接時漏芯線的風險。改變策略、先壓絕緣皮為靠模具上的彈性裝置，實現先壓電線絕緣皮，將電線定位，再壓剝出的銅線，完全避免了漏芯線問題。德爾福則在細線壓接時7，一方面開發新工藝把細線導體剝長一點進行摺疊，可以使用現有的0.35mm2線的端子進行壓接，另一方面還採用機械性能和導電性能良好的新型L型壓接翼的端子，L型壓接翼在同一壓接高度下實現了最大拉脫力和最小壓接電阻。

3結論

導體採用銅鐵合金、銅錫合金，或導體增加鋼絲、碳纖維填充的方法能夠提高細線導體的強度，採用高強度的茂金屬聚乙烯代替聚氯乙烯為絕緣層可進一步增加0.13mm2細線，最終在保證電性能的前提下實現了0.13mm2細線能夠達到0.35mm2信號線的強度。端子定位前移，壓接模具增加彈性裝置，切刀變薄、機械手遷移，改變策略、先壓絕緣皮能夠解決壓接時端子料帶漂移、端子跳動、漏芯線等問題。而細線導體摺疊式壓接可以在原有端子系列上實現良好的壓接。


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