汽車防水線束分析

汽車線束相當於車輛的神經系統，連接越來越多的電氣設備，並在動力傳輸和信號通信中起著重要的作用。它直接影響車輛的質量和性能。因此，除了滿足車輛的基本性能要求外，對線束本身的質量要求也非常高。其中，防水性能是評估線束質量的關鍵指標之一，並發揮關鍵作用。

本文介紹了一些改善汽車線束防水性能的一些常見措施。

1.汽車防水區分部

車輛可分為濕區和乾燥區域。根據 QC/T 29106-2014《汽車線束技術條件》，乾燥區是指線束不需要特殊防水處理的地方，例如機艙、乘客艙和行李箱。這包括儀表板、車頂、中控台和後保險桿的線束。濕區是乾燥區外的區域，其中線束需要特殊防水處理，包括引擎室和四個門。範例包括引擎線束、前保險桿線束、電池電纜和車門線束。

1.1 防水等級的定義

ISO 20653 標準，道路車輛-保護程度（IP 代碼）-保護電氣設備免受異物，水和接觸，引入了保護等級的概念。這些級別定義了對水等外部元素的保護程度，並通過標準化測試方法進行驗證。表 1 所示有關防水等級的具體定義。

1.2 防水等級的分類

根據這些定義和不同區域的環境穩定性，ISO 20653 提供了各種汽車區域的防水等級範例，如表 2 所示。此外，QC/T 413-2002《汽車電氣設備基本技術條件》規定了不同區域的防水級別的詳細要求：

引擎蓋下或外部暴露的產品應達到 IPX4，通過飛濺水測試。

機艙或行李箱中的產品應符合 IPX3，通過噴水測試。

此外，控制器、連接器和相關元件不應放置在地板 100mm 之內。如果不可避免，必須採取適當的密封措施。

1.3 漂水深度的定義

在車輛開發過程中，如駕駛過洪水街道或低落地區等場景需要考慮車輛的行駛能力。這引入了「漂流線」的概念，代表車輛在一定速度下可以安全地穿越的最大深度。對於傳統燃油車輛，沒有國家標準規定這一點；這是由製造商決定的。圖 1 顯示了特定模型的漂水深度。

對於電動汽車，行車標準更嚴格。例如，在上海，新能源車輛的標準要求車輛必須行駛：

15 厘米深度，速度 ≥30 公里/小時，持續 10 分鐘。

30 厘米深度，每小時 ≥5 公里（前後），持續 10 分鐘。

二.線束防水密封措施

為了滿足不同區域的防水要求，線束主要在潮濕區域和乾濕過渡區域需要保護。目前的防水措施可分為兩類：組件選擇和佈線設計。

2.1 元件選擇

連接器

防水連接器通常在潮濕區域使用。這些連接器可確保在特定水壓條件下的機械和電氣完整性。功能包括：

橡膠密封：確保連接器和插頭之間的密封。

防水插頭和遮蓋插頭：防止水透過未使用的連接埠進入。這些必須與配線規相匹配。（請參閱圖 2 和 3）。

熱收縮管

濕區域中的線材接合和接地端子等區域需要粘合式熱收縮管以防止腐蝕並確保絕緣。管子選擇取決於線材直徑和工作溫度（例如，引擎室 ≥125°C）。正確的應用涉及控制：

縮水溫度

定位

收縮率（見圖 4）。

橡膠組件

橡膠組件用於過渡區域（例如防火牆，門）以隔離濕和乾燥區域。尺寸必須確保橡膠元件與鈑金之間緊密貼合，考慮徑向公差。

防水夾

乾濕過渡時的夾子應避免鈑金穿孔。如果不可避免，必須使用防水夾，確保周圍表面平滑，以有效密封。（見圖 5）。

ABS 線束

ABS 接線必須承受移動，水濺和浸泡。通過橡膠密封件和過模組件實現密封。製造商經常執行加壓空氣測試以進行驗證。

2.2 路由設計

除了元件選擇外，路由設計會影響防水性能：

元件方向：濕區連接器應朝向下或水平，以防止水積聚和進入。

佈線路徑：線束必須確保：

濕區線束位置比乾區線束低，以防止水轉移。

過渡附近的未包裝部分可防止毛細管效果，並使用 PVC 等非吸水材料。

額外的排水點可提高可靠性（見圖 6）。

三.防水測試與驗證

3.1 元件驗證

測試包括：

溫度循環、噴水、浸泡和壓差測試。

橡膠組件經過 0.3 MPa 水噴測試，確保無洩漏。

浸入測試後，濕區接合的絕緣電阻應超過 100 MΩ。(請參閱圖 7 及 8)。

3.2 車輛級別驗證

車輛測試包括：

防水密封測試：模擬現實場景（例如噴霧室，洗車，高壓清洗）。乾區線束會在測試後檢查是否有損壞。

漂流測試：評估不同水深度和速度下的性能。

預測測試：模擬意外情況，例如機艙和行李箱中的溢出（見圖 9 和 10）。

4.結論

本文分析元件選擇和佈線設計對線束防水性能的影響。它概述了實用措施和驗證測試，以指導未來汽車線束設計的改進。