自動車用低電圧ケーブルの選択と応用

低電圧ケーブルは、自動車回路の動作において重要な役割を果たします。回路に欠かせない部品として、信号やエネルギーを伝送するだけでなく、回路の安全性と安定性を確保することもできます。

適切な電線の材質と構造を選択することで、自動車の電気システムが正常に動作しやすくなり、駆動要件も満たされます。現代の自動車技術の発展に伴い、低電圧ケーブルはより高度でインテリジェントな方向に向かうでしょう。

I. 低電圧ケーブルの概要と特性

1. 概要

車載用低電圧ケーブルには低電圧と高電圧があり、車載回路の本体です。これらのケーブルは自動車のさまざまな電子部品を接続して送電を行います。これは自動車の安全な運転にとって非常に重要です。低電圧ケーブルの材質には、銅被覆鋼線、銅被覆アルミニウム線などがあります。これらは、鋼線またはアルミニウム線を銅層でコーティングした複合線です。高度なコーティング溶接技術が採用され、低電圧高周波信号が銅層表面に沿って伝わります。銅層の厚さを増やすと、信号伝送効率を向上させることができます。

1. 特性:

• 高強度：純銅の導電性と、鋼やアルミニウムなどの金属の高強度特性を兼ね備えています。これらの有益な効果を重ね合わせることにより、導電率や熱伝導率が向上するだけでなく、耐腐食性や耐酸化性も向上します。
• 強い耐熱性:エンジンルーム内の温度は非常に高いため、低電圧ケーブルを高温で使用するにはある程度の耐熱性が必要です。さらに、エンジンルームのハーネスはオイルと接触する可能性があるため、ある程度の耐油性も必要です。
• 良好な絶縁性：低電圧ハーネスには、電流漏れや短絡を防ぐための特定の絶縁特性もあります。適切な絶縁によって他の電子部品を絶縁することもでき、シールドと保護の役割を果たします。
• 低コスト：銅のコストは非常に高く、銅被覆鋼線または銅被覆アルミニウム線を使用すると、銅の使用量を適切に削減できるため、電線のコストを削減できます。

II.自動車用低電圧ハーネスワイヤの選択

1. 使用環境に応じた選択：低電圧ケーブルの種類を選択する際には、自動車の安全性と安定性を確保するために、ハーネスを配置する環境を考慮する必要があります。たとえば、車内の位置によってハーネスの耐熱性はさまざまで、車の下部に配置するハーネスは、走行中の振動数だけでなく、下部の車輪が持ち込む泥や砂、破片も考慮する必要があり、耐摩耗性や耐食性に優れたワイヤーを使用する必要があります。湿度の高い場所にハーネスを配置する場合は、腐食性液の浸入の影響を考慮し、絶縁性の良い材料を選択する必要があります。ドアや窓の部分の電線を選ぶ際には、耐屈曲性があるかどうかを考慮する必要があります。
2. 色に基づく選択:低電圧ケーブルの色の選択は、QCT414-2016「自動車用電線 (ケーブル) の色仕様とモデル準備方法」の要件に従う必要があります。図1に示すように、通常は1色で、その後に2色が続きます。自動車の接地線には黒色の電線が一般的に選択され、センサーのマイナス線や信号のマイナス線などには茶色または茶色を主色とする線が使われます。バッテリーのプラス線やスターター電源ハーネスなどの主電源線には、通常赤色が選択されます。他の電源線は通常、黄色、赤、その他の色を使用します。また、同じコネクタのワイヤの色は異なるはずです。
3. ワイヤ径の選択：適切なワイヤ径を選択するには、車載電気機器の定格電流とワイヤのパラメータおよび温度条件を組み合わせると同時に、ワイヤの定格電流容量も一定の範囲内にある必要があります。一方、ワイヤのスモーキング時間はヒューズの溶融時間と一致している必要があり、最小スモーキング電流はヒューズ容量の 130% 以上に達する必要があります。選択したヒューズ容量が5.00Aの場合、溶ける可能性があり、最小喫煙電流は5×135％=6.75Aです。喫煙時間から、直径0.50mm²のワイヤを選択すると、喫煙開始時間は1,000秒を超えます。ヒューズの通電時間から、過負荷135％ヒューズは約550〜1,000秒間電流を流すことができ、ヒューズは回路を保護できます。最小喫煙電流がヒューズ容量の125％に達しない場合は、直径が0.50mm²を超えるワイヤ仕様を選択する必要があります。
4. 適用範囲に基づく選択：低電圧ケーブルの公称断面積には、0.50mm²、0.75mm²、1.00mm²、1.50mm²、2.00mm²、2.00mm²、2.50mm²、4.00mm²などがあります。断面積の異なるワイヤは負荷電流値が異なるため、実際のニーズに応じて対応するワイヤを選択する必要があります。自動車のインストルメントライト、インジケーターライト、ドアライトには0.50mm²の仕様のワイヤーを、フロントライトとリアライト、ブレーキライト、ナンバープレートライトには0.75mm²の仕様、ウインカーとフォグライトには1.00mm²、ヘッドライトとホーンには1.50mm²、ジェネレーターハブ、接地には仕様のワイヤーを選択する必要があります電線およびその他の主電源線は、2.50〜4.00mm²の仕様を選択する必要があります。大電流を流すワイヤ（バッテリーの接地線や電源のプラス線など）の場合、ワイヤーの直径は非常に大きく、通常は12.00mm²を超えるため、これらのワイヤーをメインハーネスに組み込む必要はありません。
5. 温度に基づく選択：低電圧ケーブルの選択は、自動車の動作温度に基づいて行う必要があります。また、さまざまな耐熱グレードのワイヤを使用する必要があります。図2に示すように、自動車の車室には一般的に耐熱グレードが90°Cの電線が選ばれ、エンジンルームには180°Cの耐熱グレードの電線が選ばれます。エンジンコンパートメントは運転中にエンジンルーム内の温度が非常に高くなるためです。さらに、車室とエンジンルームの間を走る電線については、耐熱グレードが両方の領域の要件を満たす必要があります。一般的には、温度フィールドを使用してこのエリアの温度抵抗要件を求め、次にさまざまな電線の耐熱グレードから選定する電線タイプを決定します。

III.自動車用低電圧ケーブルの適用範囲

1. イグニッションおよび電源システムへの応用：自動車のイグニッションシステムでは、低電圧ケーブルをイグニッションコイル、イグニッションスイッチ、およびスパークプラグに接続する必要があります。その機能は、スパークプラグに動力を伝達し、火花を点火して混合燃料に点火することです。この場合、点火システムの低電圧ケーブルは、感電を防ぐために選択して適用する際に一定の絶縁特性を備えている必要があります。同時に、点火のエネルギーと安定性を確保するためには、導電性が良好である必要もあります。さらに、低電圧ハーネスは電力供給システムにおける特定の用途もあります。たとえば、車両の電源システムでは、低電圧ケーブルが車両の電力システムに電流を伝送して車両の運転をサポートします。（このモジュールに低電圧ケーブルを使用する場合、大電流や長期間の動作に対応するために、ある程度の安全性と耐久性が必要です）
2. センサーおよび制御システムへの応用：自動車のインテリジェントな運転は、センサーと制御システムの動作にかかっています。低電圧ケーブルは、速度センサー、温度センサー、圧力センサー、その他のセンサーに接続され、センサーによって生成された信号を制御ユニットに送信します。そのためには、十分な干渉防止性能と優れた信号伝送効率を備えた低電圧ケーブルが必要です。自動車安全システムでは、エンジンコントロールユニット、ブレーキシステム、およびパーキングアシストシステムを低電圧ケーブルで接続します。さまざまな信号がさまざまな制御ユニットやアクチュエータに送信されるようにしてください。そのため、低電圧ケーブルでは信号伝送の精度を確保し、高速伝送を実現する必要があります。
3. 照明システムへの応用：自動車の照明システムは一般に低電圧で駆動され、自動車用ランプは電圧に敏感な負荷です。そのため、電線の電圧降下を検証する必要があります。電圧降下が妥当な範囲を超える場合は、負荷の動作電圧が要件を満たすように配線の断面積を増やす必要があります。ある自動車のランプを例にとると、ランプ負荷の通常の動作電圧は25～28です。したがって、大きすぎたり小さすぎたりしない、適切な線径の低電圧ケーブルを選択する必要があります。一般的には、直径0.50mm²のワイヤの方が適しています。ワイヤーの直径が小さすぎると電球の明るさに影響し、大きすぎると電球が切れてしまいます。そのため、ランプ用の低電圧ケーブルを選ぶ際には、回路や動作電圧に合わせて線径を総合的に考慮する必要があります。
4. エンジンルームやトランクへの応用：自動車のエンジンルームでは、耐熱性、耐油性、難燃性が求められるエンジン部品、点火装置などが低電圧ハーネスの用途として挙げられます。銅被覆鋼線を使用できます。エンジンに近いため、低電圧ハーネスには一定の干渉防止および防振特性も必要です。ラゲッジルームでは、柔軟性と耐電磁干渉性能を確保するために、車両の後部とドアに適したハーネスを選択する必要があります。銅被覆アルミニウムワイヤーの方が適しています。インストルメントパネル、操作パネル、コックピットのカーペットの下などの位置には、低電圧ケーブルも使用して、一定の耐摩耗性と耐熱性を確保する必要があります。
5. 接地線への応用:接地線は自動車の回路システム全体で非常に重要な役割を果たします。回路システムを安定して動作させるためには、バッテリの負極に電流を導く必要があります。新しいタイプのワイヤー材料である銅被覆アルミニウムを接地線に使用すると、導電性が良いだけでなく、銅材料の使用量とコストを削減できます。

IV。車載用低電圧ケーブルの開発動向

1. より高い使用要件への対応：自動車技術の継続的な発展と電気自動車やハイブリッド車の普及に伴い、低電圧ケーブルのさらなる最適化と改善も必要になっています。新時代の自動車は、より高い信号および電力伝送要件を満たすために、より高度な電気システムを導入する必要があります。また、将来の低電圧ケーブルは、車両運転の安全性、安定性、信頼性を高めるために、より高い電流負荷に対応し、より多くの電気機器に電力を供給する必要があります。銅被覆アルミニウムは銅とアルミニウムからなる複合材料で、アルミニウムの表面は銅の層で覆われています。このワイヤー材は、アルミニウムのような軽量性だけでなく、導電性にも優れています。ただし、接地線は自動車の高温や外部物質の腐食に耐える必要があるため、防錆作業も行う必要があり、組立部品の干渉や摩擦を減らす必要があります。これは絶縁損傷につながるためです。摩擦による接地線の外部部分の損傷を防ぎ、振動する部分に接地線が接触するのを防ぎ、接地線を保護します。最適化設計ができない場合は、テープラッピングやベローズを追加するなどの操作を採用する必要があります。
2. 半導体への展開：現在、半導体技術は大きな進歩を遂げており、将来の自動車用低電圧ケーブルにもこの技術が組み込まれるでしょう。半導体素子とチップを統合したワイヤは、データ伝送、信号処理、自動診断など、より多様な機能を実現できます。システム全体のインテリジェンスを向上させるだけでなく、スペースを節約することもできます。
3. 軽量化への展開：自動車業界が燃費と環境保護にますます注目するにつれて、自動車用低電圧ケーブルも軽量化に向けて発展し続けるでしょう。より軽い材料を使用し、構造設計を最適化することで、ワイヤの重量を減らし、燃料消費量と汚染排出量を削減できます。たとえば、従来の銅線を銅被覆鋼や銅被覆アルミニウムに置き換えると、車両の電気システムをより軽量で効率的なものにすることができます。
4. インテリジェンスへの発展：間もなく、自動運転とインターネット技術の継続的な発展に伴い、低電圧ケーブルには高速伝送技術とセンサー統合技術も導入され、包括的かつ効率的な電気接続を実現する予定です。レーダー、大型ディスプレイ画面、アンテナなどの接続を含め、車載インテリジェントデバイスをより高度なものにし、信号の高速伝送を実現することで、車両をインテリジェンスとネットワーキングに向けて発展させます。

五、まとめ

結論として、適切な低電圧ケーブルの材質と構造を総合的に検討して選択し、合理的に適用することで、自動車システムの安定した動作と車両乗員の安全を確保することができます。

同時に、この技術の継続的な開発に伴い、低電圧ケーブルもより高度で軽量でインテリジェントな方向に向かい、より多くの利点を生み出すでしょう。