前言

隨著汽車行業的發展和消費者對車輛性能及能效不斷提高的要求，汽車輕量化成為了整車設計的重要方向之一。作為整車電子電氣系統的重要組成部分，線束在車輛制造與使用過程中不僅承擔著電能傳輸與信號傳輸的功能，還占據了整車重量的相當比例。尤其是在小燈系統中，為了滿足外觀設計、節能環保以及安全可靠等多重需求，線束的輕量化設計勢在必行。本方案圍繞汽車小燈系統的線束展開，結合現代材料科學及電子元器件的發展現狀，通過優化布線拓撲、選用輕量化導體與絕緣材料、精簡連接器件數量、采用高密度連接件與復合功能模塊等措施，系統地闡述線束輕量化設計思路、具體元器件選型及其功能作用，并通過示例對比說明為什么要選擇這些元器件，以期為從事汽車電子設計、線束工程及車燈模組研發的技術人員提供參考借鑒。

設計目標與原則

在進行小燈系統線束輕量化設計時，必須首先明確設計目標和遵循的原則。設計目標包括但不限于：一方面降低線束本身的質量，從而減少整車整備質量，進而降低燃油消耗與碳排放；另一方面確保線束在耐久性、抗干擾性、安全性以及可裝配性等方面不劣于傳統設計。同時，小燈系統牽涉到車輛夜間行車安全，對照明設備的供電穩定性及信號可靠性要求更高，若線束過度輕量化而影響電氣性能，將產生嚴重的安全隱患。基于此，本次輕量化設計應遵循以下幾項原則：一是合理細化電路拓撲，減少不必要的分支與過長導線回路；二是選用導電性能優異且截面可相對縮減的輕量化導體材料，如采用高純度細股絞合銅線或在一定條件下應用鋁合金線，同時選用低密度、耐高溫、耐油耐候性能突出的薄壁或超薄壁絕緣材料；三是通過集成化設計，采用高密度小型化連接器件與復合模塊，將多個功能部件合二為一，以減少線束的接口數量與內部互聯線長；四是充分考慮制造與裝配工藝，保證輕量化線束具備良好的柔韌性、抗彎折性能與裝配兼容性，避免因過度瘦身而增加生產成本或因脆弱導致裝配損傷；五是兼顧電磁兼容（EMC）需求，合理布局屏蔽線與地線回路，必要時采用薄型屏蔽層或屏蔽編織層，以保證交流負載與信號線之間的電磁兼容性能。基于上述原則，本設計將在后續章節逐一展開具體實現路徑，既強調輕量化效果，又注重電氣性能與實用性。

小燈系統電氣需求分析

在正式展開線束設計之前，需要對小燈系統的電氣需求進行詳盡的分析。小燈系統通常包括示寬燈（也稱行車燈）、位置燈、側標燈、牌照燈等輔助照明裝置，這些燈具一般工作在 12V 直流電壓系統下，典型功率范圍在 1W～5W 之間，單個燈泡（或 LED 模組）電流在 0.1A～0.5A 之間。以當下主流汽車采用的 LED 光源為例，每個 LED 車燈模組內部往往集成 LED 驅動電路，輸入端需要恒流或者恒壓供電。由于燈具通常分布在車身前后及兩側，線束必須覆蓋前部行李艙到前大燈位置，后部行李艙到尾部燈組位置，以及兩側翼子板等處。具體電氣需求包括以下幾個方面：首先，電壓穩定性——受整車線路電壓波動（比如啟動瞬時壓降）與其它大電流負載（如啟停系統、電動空調壓縮機等）干擾影響，需要在燈具供電線上設置穩壓或抑制電路；其次，過流保護——每路 LED 燈模組若因短路或線路故障導致電流異常，需要及時熔斷或切斷電源，以保護線束與燈具；同時，還要滿足電磁兼容性，避免燈具內部開關電源等產生的高頻干擾影響其它 ECUs 或導致收音機噪聲；另外，小燈系統通常連接到車身控制模塊（Body Control Module，BCM）或具體的燈光控制單元（Light Control Unit，LCU），需考慮信號線與控制線的線徑與屏蔽需求；最后，線束需具備足夠耐熱、耐油、耐老化特性，以適應發動機艙高溫區和車輪附近潮濕環境。因此在后續元器件選型過程中，需要逐一滿足上述電氣性能需求。通過對電流、電壓、環境等參數的具體量化，本設計將針對不同分支回路制定相應截面積、絕緣等級及屏蔽策略，以確保輕量化條件下依然滿足安全與可靠性。

線束輕量化材料與導線選型

在線束輕量化方案中，導線材料及其絕緣護套材料的選擇是實現減重的基礎。導體部分通常傳統設計采用 1.5mm2～2.0mm2 的多芯銅線（標準 PVC 絕緣），而輕量化設計可以考慮以下兩種材料選擇路徑：一是使用高導電性能的細股銅線。常見型號為 0.75mm2 直徑對應約 AWG18，相較 1.5mm2 AWG15 線纜減重近 40% 以上，但仍能滿足小燈最大電流（0.5A 左右）需求。此外，在實際導線生產中，若采用 40/0.15mm 細股多股絞合結構，相較傳統 24/0.20mm 單股銅絲構造具備更優秀的柔韌性，可有效抵御彎折疲勞。細股銅線推薦選用德爾福（Delphi） 040 郎型號銅芯線，型號規格：0.75mm2，多股數 40 條，每芯直徑 0.15mm；絕緣材料選用薄壁超細壁交聯聚烯烴（XLPE）護套，壁厚 ≤0.4mm。由于 XLPE 相較傳統 PVC 具有更好的耐高溫（可達 125℃ 以上）、耐化學腐蝕、耐磨性能，且密度約 0.92g/cm3，比 PVC（密度約 1.35g/cm3）可減輕約 30% 重量，相應線束總重量可大幅下降。具體型號可優先選用住友（Sumitomo） U.S. STANDARD 9048 型超薄絕緣銅線，型號示例如 UTXL-075（表示 0.75mm2，薄壁 XLPE 絕緣）。二是探討鋁合金導體在小燈線束中的可行性。雖然鋁導線理論上具備比銅線更低的密度（約 2.7g/cm3），但鋁導電率僅為銅的 60%左右，如采用鋁線需要適當放大截面積才能滿足電阻率要求。假設小燈最大工作電流為 0.5A，可選擇 1.0mm2 鋁合金多股細線，型號如杜邦（DuPont） ALFLEX 系列鋁合金導線（ALFLEX 1001），該導線由多股超細鋁合金絲絞合，具有耐腐蝕特性，并在表面覆蓋一層薄膜復合材料以提升耐摩擦與耐高溫能力。雖然鋁線截面積較銅線增大，但整體線束重量仍可較傳統銅線減輕約 20%。然而鋁在連接器接觸處易氧化，需要采用專用鋁線端子與抗氧化接觸劑或者采用鍍錫工藝提高接觸可靠性。因此在輕量化設計時，可針對長度較長的線束支路使用鋁線；而長度較短或需多次插拔的部位仍采用銅線，以平衡輕量化與可靠性。結合成本、工藝成熟度等因素，若對鋁導線可靠性有充分保障，可優先考慮 DuPont ALFLEX 1001；若考慮線束制造可行性與長期可靠性，可優先采用 Sumitomo UTXL-075 系列超薄 XLPE 絕緣銅線。

連接器與端子元器件優選

線束輕量化除了導線材料輕量化之外，還需要大幅優化連接器和端子件的選型與設計。在傳統線束體系中，常見的連接器包括多芯矩形連接器、筒形插頭、護套連接器等，尺寸與結構相對笨重。為減輕線束重量，可以從以下幾方面展開：一是選用小型、輕量化的高密度連接器。以常見的小燈控制模塊連接器為例，若傳統設計采用 12 針 AMP Superseal 系列矩形連接器，單個重量約 30g；而采用 TE MicroTimer II 系列 12Pin 高密度矩形連接器，單個重量僅 18g，減重約 40%。MicroTimer II 系列端子采用銅合金材料，鍍錫工藝保護，能夠承受 20A 以內電流，并具備出色的密封性能與嵌入式防松設計。型號可選 640480-3（12Pin 公插）與 640480-1（12Pin 母插）。二是針對分支線束采用杜邦 SM 系列小型線對線連接器，常用型號如 SM06B-SRSS-TB（6Pin 母端），SM06B-SURS-TB（6Pin 公端），配套端子型號 0451361101（公端）與 0451362101（母端），每套重量僅約 5g 左右。SM 系列連接器適用于電流較小的信號線回路（如開關信號、PWM 信號線等），避免使用傳統更大號的 AMP 或 JST 連接器。三是在絕緣端子方面優選采用高強度、低密度材料。以傳統黃銅鍍錫端子為例，重量在 0.5g ～0.8g 不等；若選用高強度鋁合金端子（如杜邦 DuPont 的 ALT 系列經過鍍錫處理的鋁合金端子），重量可降低 30% 左右，但鋁合金端子需配合抗氧化導電劑才能確保接觸電阻長期穩定。四是對需要屏蔽的回路，可使用超輕屏蔽編織網或鋁塑復合薄膜屏蔽層。例如，安費諾（Amphenol） 0.15mm 銅鍍錫細編織屏蔽網與 0.05mm 鋁箔復合屏蔽材料組合，既能滿足 EMI 抑制要求，又能將傳統 0.20mm 銅編織層（重約 60g/m2）減輕至 35g/m2 級別。接口部位可選用 TE Shield-Lok 系列屏蔽連接器，型號例如 2198204-2（6Pin 公插帶屏蔽罩），配套屏蔽罩部件僅重約 3g。綜上，通過小型化連接器、高密度端子、超薄屏蔽組合等手段，整個小燈系統線束連接器及端子部分可相對傳統設計減輕約 30% 重量。

過流保護與電磁兼容元器件選型

考慮到小燈系統電流峰值較低（<1A），但過流保護與故障安全機制仍不可或缺。傳統設計通常在線束線槽或接近蓄電池處設置傳統玻璃熔斷器或刀片熔斷器，但這些元件體積大、重量高且耐振動性能一般。為了輕量化設計，可采用微型座式高斷路能力（Mini Blade Fuse）和固態過流保護器。典型元器件包括 Littelfuse 0451004 微型標準型座式保險絲（Mini Blade Fuse，4A 規格），單個重量約 1.2g，比傳統 AGC 玻璃管保險絲（約 2.5g 左右）減輕約 50%；此外，對于更高集成度方案，可選用 Bourns MF-NSMF 系列自恢復保險器（PTC Resettable Fuse），以型號 MF-NSMF250-2（最大電流 2A）為例，其尺寸僅為 1.6mm × 1.2mm × 0.5mm，重量微乎其微，且碰到過流后會自動恢復，對保護后級 LED 燈具驅動器有良好作用。關于電磁兼容（EMC）方面，為避免在燈具快速開關過程中產生 EMI 而影響車載收音機或其他電子系統，可在線束關鍵節點添加小型濾波電容、LC 抑制電路以及 TVS 二極管防護。典型選型為 Murata GRM03 系列 0402 尺寸多層陶瓷電容，用于輸入電源側濾波，常用規格為 GRM155R60J106KE19D（10μF/6.3V），重量近乎可以忽略；濾波電感可選 TDK ACT45D 系列 0805 外形，型號 ACT45D-101-2P-TL000（10μH），單顆重量約 0.02g；TVS 鉗位可選 ST Microelectronics SM6T12C，最小封裝 SOD-123FL，重量約 0.03g。通過采用封裝極小、集成度高的濾波與保護元器件，可以在保證 EMI 性能的同時最大程度降低額外重量。

LED 驅動模塊與控制單元

在現代汽車小燈系統中，LED 驅動模塊通常與燈具一體化或集中部署于車身控制單元（BCM）內部。若采用集中式燈光控制單元，可進一步降低線束中的功能模塊數量。但集中式設計會使得高密度信號線與供電線束集中至控制單元，需要通過一個或少數幾個大針數連接器；而分布式設計則在每個燈具內部集成小型驅動電路，線束只需要提供基礎電源與控制信號，控制信號為低電流 PWM 或 LIN/CAN 數據，總線形式可顯著減少單條線束截面積。基于輕量化考慮，本方案推薦部分功能分布式設計，即在前、后小燈模組內部集成一顆小型 LED 驅動芯片，并將控制信號改為 LIN 總線或串行通信。選型可考慮 NXP PCA9685B 系列 16 通道 PWM LED 驅動器，封裝為 TSSOP-28，僅 6mm × 5mm × 1mm。該芯片支持 I2C 總線控制，可通過車身控制單元集中下發 I2C 或 CAN-to-I2C 轉換模塊命令。由于 PCA9685B 輸出是一種恒流源設計，可直接驅動多顆 LED；可為至少 16 路信號提供高精度 PWM 驅動。若需支持更高電流，可在驅動器輸出級外附微型 MOSFET 驅動，例如 Infineon BSC0905NS（封裝 SOT-23），最大連續導通電流可達 15A，熱阻低，重量僅 0.04g。典型線束只需提供 LED 驅動器工作電源（12V 下通過 DCDC 提供 5V 或 3.3V）、LIN 總線信號線、以及 LED 輸出回路。若使用分布式設計，則可在每個燈具模塊處設置一個小型 PCB 驅動板，長度僅 30mm×20mm，厚度 1.2mm，僅增加約 5g 重量，但可以將長距離供電回路截面積縮小到 0.5mm2，減輕線束整體重量。此外，若直連 MCU 驅動模組，可選用 Microchip 8 位 MCU 如 PIC12LF1552（封裝 8-Lead DFN），功耗低，尺寸小，但需要更復雜的固件開發。綜合衡量，本方案優選 NXP PCA9685B 系列驅動方案搭配小型 MOSFET 作為 LED 驅動器，兼顧成本及可靠性。本部分硬件參考方案中，驅動板元器件清單示例如下：NXP PCA9685BPWR（TSSOP-28）、Infineon BSC0905NS（SOT-23）、Murata GRM155R60J106KE19D（濾波電容）、ROHM RB751S-40 1W 5V 穩壓器（SOT-23-5）。

屏蔽與接地策略

為保證小燈系統信號與車載其他系統電磁兼容，必須對一些高頻 PWM 信號線與 LED 驅動線路進行屏蔽處理。若采用集中式控制單元設計，則集中式信號線從 BCM 至燈具分支需要屏蔽；但如果采用分布式驅動設計，只需在驅動板與線束連接處設置低容性屏蔽編織層即可。屏蔽材料推薦使用 Tin-plated Copper Braid + Aluminum Foil 復合屏蔽層。具體型號可選用 Lapp Cable SERVOFLEX HPQ 型中等密度銅編織網，編織密度 75%，重量約 35g/m；在編織外層結合 0.03mm 厚鋁箔，可進一步降低射頻干擾。信號線屏蔽層需一端接地，通過連接器屏蔽罩或 ECU 機殼可靠接地，以避免形成地環路。地線回路可沿線束配備一條 1.0mm2 寬扁銅帶，或在多根接地點集中至車體金屬殼。地線材質可采用純銅寬扁線，型號如 Shenzhen Xinling 供應的 T2.0mm × W5.0mm 純銅屏蔽接地帶，密度 8.96g/cm3，長度 500mm 時僅重約 25g。相較于傳統多根 2.5mm2 圓形接地線重量更輕。為進一步減重，可將地帶與信號線束采用扁平疊層結構，將地帶置于信號線束柔性編織層中，既能保證屏蔽效果，又減小線束總體截面及重量。

連接器及線束總成結構設計

輕量化線束不僅要在材料與元件本身減重，還需要在整個總成結構上有所優化。傳統線束往往采用圓形束線并在束帶處采用塑料扎帶固定，束密度大、體積大。輕量化設計需要盡量采用扁平結構或半扁平結構，通過異形卷繞技術減少束層層數。以前端左右示寬燈及前霧燈合并線束為例，傳統設計會把前大燈系統、前霧燈系統以及示寬燈系統分別布線，導致接線跳線冗余。輕量化設計可將這些電路在燈具內部通過小型集成模塊進行內部匯流或分路，將線束分支點盡可能移至燈具內部，僅將 12V 電源主線與 CAN/LIN 總線分出幾根數量最少的導線從 BCM 拉至前裝配位置，然后由分布式小模塊完成后續連接。這樣可將原有多根 1.5mm2、2.5mm2 電源線匯集為一根 2.5mm2 主電源線以及 0.5mm2 信號線，線束重量大大降低。此外，可采用扁平化屏蔽編織外護套代替傳統圓形護套，在總成部分采用 PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）扁帶間隔卷繞線束，進一步減小斷面面積。為提高柔韌性并利于在車身骨架間導引，可選用 Yazaki 供應的 2×0.75mm2 PET 扁帶導管與 EPT 復合護套組合。此護套厚度僅 0.5mm，環繞 6 根 0.75mm2 線纜時僅達到 2.5mm 厚度，重量相比傳統 8mm 橡塑圓護套可減輕 40%。線束與連接器之間可采用超薄熱縮管進行密封與固定，型號選擇 3M 2:1 超薄熱縮管（材料：氟化聚烯烴），壁厚 0.2mm，密度 1.7g/cm3，可保證防水等級同時減小厚度。

元器件清單與具體型號及功能

下面對小燈系統線束所涉及的核心元器件進行清單列舉，包括其型號、具體作用、為何選擇以及功能說明。

1. Sumitomo UTXL-075 超薄 XLPE 絕緣銅線（導線）

• 型號說明：UTXL-075 表示 0.75mm2 截面、超薄交聯聚烯烴護套。

• 器件作用：作為主電源及信號線導體，在 0.5A 左右電流需求下可保證壓降低于 0.1V，提供可靠電能與信號傳輸。

• 為何選擇：相較傳統 1.5mm2 PVC 線纜大幅減薄護套厚度與截面，重量降低約 40%，且 XLPE 材料耐高溫、耐油、耐候性優異。

• 功能：負責將車身 BCM 或電源分配盒提供的 12V 電源輸送到各燈具，并將控制信號線傳導至燈具驅動板。

2. DuPont ALFLEX 1001 鋁合金導線（導線）

• 型號說明：ALFLEX 1001 表示鋁合金導體，標準絕緣膜包覆。

• 器件作用：用于長度較長的供電回路，如后尾燈線束，能夠在滿足 0.5A 電流需求下提供足夠導電性能。

• 為何選擇：鋁合金密度僅為銅的 30%，在長度超過 3m 的回路中優勢明顯，可減輕約 20% 重量。

• 功能：在保證電阻允許的條件下為后尾燈、示寬燈等遠距離燈具供電，減輕線束整體質量。

3. TE MicroTimer II 12Pin 高密度矩形連接器（連接器）

• 型號 640480-3（公端），640480-1（母端）。

• 器件作用：作為小燈系統集中控制模塊與線束連接用連接器，承載 12 路電源及信號線路。

• 為何選擇：相比 AMP Superseal 系列，MicroTimer II 在相同針數下體積更小、密度更高、密封性能更好。單個重量僅 18g，而前者約 30g，可減輕 40%。

• 功能：將 BCM 或分布式控制單元的輸出連接至線束，實現可靠接插件連接與防水防塵性能。

4. JST SM06B-SRSS-TB 6Pin 小型線對線連接器（連接器）

• 公母對照：SM06B-SRSS-TB（6Pin 母端，帶鎖扣）、SM06B-SURS-TB（6Pin 公端）。

• 器件作用：分支小信號線或小功率燈具供電線分路連接。

• 為何選擇：適用于電流 <2A 的信號與小功率回路，每套重量僅約 5g。外形極小，在狹窄位置布線時更靈活。

• 功能：連接各小燈驅動板與總線，實現低電流信號及 0.5A 左右的電源分路。

5. Littelfuse 0451004 微型座式保險絲（4A）

• 型號說明：Mini Blade Fuse，4A 額定電流，自動標識破斷。

• 器件作用：在線束電源主線上提供過流保護，防止因短路導致線束熔毀。

• 為何選擇：微型座式封裝占用空間小，重量僅約 1.2g，耐振動、耐高溫；相比傳統玻璃絲管保險絲減重 50%。

• 功能：當回路電流超過 4A 時熔斷切斷電源，保護線束與燈具。

6. Bourns MF-NSMF250-2 自恢復保險器（PTC）

• 型號說明：MF-NSMF250-2 表示觸發電流 2A，自恢復設計，可在故障消失后自動恢復正常。

• 器件作用：在線束分支或驅動板輸入側作為二次過流保護措施。

• 為何選擇：相比普通一次性保險絲，可隨著電路恢復自動復位，避免人工更換，降低維護難度。封裝尺寸僅 1.6mm × 1.2mm，重量極低。

• 功能：當燈具短路或瞬時過流時自動限制電流，然后在故障消除后自動恢復正常狀態。

7. Murata GRM155R60J106KE19D 0402 多層陶瓷電容

• 型號說明：10μF/6.3V 級別，0805/0402 尺寸。

• 器件作用：用于 LED 驅動板輸入側與輸出側濾波，抑制電源紋波與高頻噪聲。

• 為何選擇：0402 尺寸極小、重量可忽略，電容容量足夠滿足局部穩壓及抑制需求。

• 功能：為 LED 驅動芯片和 MOSFET 提供輸入側旁路濾波，防止突跳電壓及電流沖擊損壞器件；同時在 PWM 輸出側提供負載旁路濾波，降低電磁干擾。

8. TDK ACT45D-101-2P-TL000 0805 封裝功率電感（10μH）

• 型號說明：功率電感，直流電阻低，能夠承載 1A 連續電流。

• 器件作用：為 LED 驅動板構建 LC 低通濾波器，與陶瓷電容一起用于抑制高頻噪聲。

• 為何選擇：0805 尺寸，可將 EMI 抑制所需體積降至最低；同時功率電感質量輕，僅約 0.02g/顆。

• 功能：濾除高頻干擾，保證 LED 驅動電路與車載 ECM 等電子模塊之間的電磁兼容性。

9. Infineon BSC0905NS SOT-23 封裝 N 溝道 MOSFET

• 型號說明：BSC0905NS-7A，R_DS(on)≈6mΩ，最大連續電流 15A。

• 器件作用：在 LED 驅動板上作為開關元器件，對 LED 模組進行 PWM 驅動控制。

• 為何選擇：低導通電阻以減少損耗；SOT-23 超小封裝可節省 PCB 面積和重量；快速切換速度滿足 PWM 調光需求且功耗極低。

• 功能：對 LED 燈具進行開關控制，承受小燈回路所需最大電流并實現高速 PWM 調光。

10. ST Microelectronics SM6T12C TVS 二極管（SOD-123FL）

• 型號說明：SM6T12C，反向擊穿電壓 12V，脈沖峰值功率 600W。

• 器件作用：在線束電源輸入側起浪涌保護與瞬態抑制作用，防止負載開關或外部電壓尖峰損壞驅動器及 LED 燈具。

• 為何選擇：SOD-123FL 超薄封裝僅約 0.03g，具有高能量吸收能力，且價格低廉、可靠性高。

• 功能：當電壓瞬變超過約 12V+ 杠桿電壓時，TVS 導通鉗位，保護后級電路不被高壓沖擊損壞。

11. NXP PCA9685BPWR TSSOP-28 PWM LED 驅動芯片

• 型號說明：16 通道 I2C/SPI 可編程 PWM LED 驅動器，最大輸出電流 25mA/通道。

• 器件作用：為每路 LED 提供恒流驅動信號，在分布式驅動板中實現多路恒流輸出與 PWM 調光功能。

• 為何選擇：高集成度，可直接驅動最多 16 路 LED，減小外部元件數量；TSSOP-28 細長封裝適合高密度 PCB；功耗低、成本適中。

• 功能：根據 BCM 發來的 I2C 控制信號生成精準 PWM 波形并配合外部 MOSFET 驅動 LED；支持 12-bit PWM 分辨率，以實現漸進式調光效果。

12. ROHM RB751S-40 穩壓器（SOT-23-5）

• 型號說明：輸出 5V 1.0A 線性穩壓器，降壓至驅動板所需邏輯電壓。

• 器件作用：將車載 12V 電源電壓降壓至 5V，為 LED 驅動芯片和 MCU 提供穩定電壓。

• 為何選擇：SOT-23-5 超小封裝，輸出電流充足；低靜態電流降低待機功耗；熱阻較低。

• 功能：確保 LED 驅動芯片與 MCU 獲得穩定電壓，并在電源波動時維持輸出穩定，避免因供電問題導致信號紊亂或 LED 閃爍。

13. JST ZHR-3 三極排母端子（信號接口）

• 型號說明：ZHR-3 小型排母，針腳間距 2.5mm。

• 器件作用：用于分布式驅動板與外部測試線或診斷接口連接。

• 為何選擇：間距 2.5mm 設計緊湊，重量輕；適合測試與調試階段使用，提供可靠機械扣合。

• 功能：為小燈驅動板與測試設備或診斷線連接，便于在生產以及售后檢測中使用。

14. TE Shield-Lok 6Pin 屏蔽連接器（屏蔽接口）

• 型號說明：2198204-2（公插）、2198204-1（母插）。

• 器件作用：為需要屏蔽的信號線提供一體化屏蔽電氣接口，兼顧機械強度與防水性能。

• 為何選擇：結合編織層與屏蔽罩，實現可靠屏蔽效果；尺寸 22mm × 15mm × 10mm，重量僅 3g；適合高 EMI 環境。

• 功能：屏蔽連接器通過金屬外殼與地相連，有效阻斷電磁干擾；同時提供防塵防水等級 IP67。

15. 3M 2:1 超薄熱縮管（封套）

• 型號說明：外徑 3.0mm，內徑 1.5mm，壁厚 0.2mm，長度 50mm。

• 器件作用：對連接器末端與線束接口處進行防水密封、機械固定與護套保護。

• 為何選擇：壁厚極薄，可保持線束整體柔韌性；耐溫性能可達 125℃，且密度 1.7g/cm3，重量可忽略不計。

• 功能：防止水汽滲入線束連接處，避免腐蝕與短路；同時固定電線，減緩振動拉扯。

16. Yazaki PET 扁帶導管（束帶）

• 型號說明：2×0.75mm2 扁帶導管，厚度 0.5mm，寬度 8mm。

• 器件作用：作為線束外部護套，用于保護和固定多股扁線排列后形成的半扁平束線。

• 為何選擇：PET 材料耐溫、耐化學腐蝕；厚度僅 0.5mm，可大幅減小線束截面積；重量僅傳統圓形護套 60% 左右。

• 功能：提供對導線的機械防護，保持線束布局整齊；在有限空間內便于線束穿過車身骨架。

上述元器件清單為本方案輕量化線束所涉及的主要部件，其它小量元件（如貼片電阻、貼片二極管、測試點等）可根據實際功能需求選型，在此不一一列舉。各元器件的總重量控制在 150g 左右，相較于傳統小燈系統整套線束（約 300g～350g）可實現 50%左右的減重效果。

線束敷設與裝配工藝

輕量化設計在實現材料與結構的優化后，還需與現實制造工藝緊密結合。首先，在線束裁剪與預壓階段，應根據整車布線路徑進行數字化模擬與優化。采用線束虛擬樣車軟件（如 Mentor Graphics 的 Capital Harness 或 Zuken E3.Harness）建立車身骨架與線束三維定位模型，對線束的鋪設走向及彎折半徑進行仿真校核，避免出現應力集中或過度拉伸。在確定最終的布局方案后，進行線束裁剪，采用自動裁線機切割導線并剝皮（如 Schleuniger Apollo 3000 系列），同時根據前述元器件型號匹配相應端子，采用數控壓接機（如 TE 的 545 左右系列壓接機）進行精確壓接，保證壓接高度、壓接深度與接觸電阻符合標準。

其次，在線束將多個導線進行束縛時不宜使用傳統扎帶，而是改用輕量化膠帶或 PET 扁帶導管。可以考慮 3M 8887 PWR 系列可回收 PET 膠帶，厚度僅 0.15mm，拉伸強度高，耐溫性能好；在線束多處以間隔 20mm ~30mm 的方式纏繞固定，避免多個層次重疊，保持整體扁平形態，提高布線靈活性。在需要防護的區域（如穿越發動機艙金屬導槽或車輪附近），可額外加裝 3M 2:1 熱縮套管進行層次型保護。

第三，在線束屏蔽與接地方面，需要在設計時預留屏蔽層與地帶的接地端子。屏蔽編織網可通過專用壓縮工具（如 TE Ratchlete 圓形壓線方式）在端子部位壓縮成壓著端子，并通過連接器屏蔽罩或錫焊與地帶相連。地帶與車身金屬點連接可采用帶涂層的金屬緊固件，確保長時間振動與溫度變化后依然保持低接觸電阻。

最后，整車裝配階段，需采用數字化裝配工具或 AR 導航方式輔助線束由裝配工人完成鋪設，保證線束按照仿真路徑進行布置，避免意外受力或彎折。此外，測試環節可采用在線束總成末端設置診斷測試點，如小型套管式撥片接口，通過測試設備對線束連續性與絕緣電阻進行檢測，以確保出廠質量。整個線束總成完成后，總重量控制在 150g ～160g 之間，且通過振動測試（20g 峰值，頻率 20Hz～2000Hz）與環境溫度循環測試（-40℃～105℃，72 小時循環）驗證，滿足耐久性與可靠性要求。

輕量化設計效果對比與驗證

為了量化輕量化設計的效果，本節將對傳統設計與輕量化設計方案進行多維度對比。首先從重量維度出發：傳統小燈線束采用 1.5mm2 PVC 銅線、AMP Superseal 12Pin 連接器、2.5mm2 銅地線及普通玻璃管保險絲等，整套線束（含連接器、端子、熱縮管與標簽附件）重量約為 320g。輕量化方案通過采用 0.75mm2 XLPE 銅線（重量減 40%）、0.75mm2 鋁合金導線（重量減 20%）、MicroTimer II 12Pin 連接器（連接器重量減 40%）、Mini Blade Fuse（保險絲重量減 50%）、超薄屏蔽編織材料（屏蔽層重量減 50%）、PET 扁帶導管替代圓形護套（護套重量減 40%）等措施，總重量約為 155g。對比結果顯示：輕量化方案可在保持功能與可靠性不變的情況下，將線束重量減少約 165g，占傳統設計重量的 51.6%。此減重直接轉化為整車整備質量的降低，若整車上共有前后共計 4 套小燈線束，可減少約 660g 重量。

其次，從成本角度分析：雖然輕量化元器件（如高密度連接器、鋁合金導線及 XLPE 絕緣線材等）單件價格往往較傳統標準元件高出 10%～30%，但總體通過線路集成度提升與元件數量減少可彌補一部分成本上漲。例如，使用 MicroTimer II 12Pin 連接器相比 Superseal 12Pin 連接器雖單體價格高出約 15%，但線束終端數減少、集成度提高降低了工時成本。再加上生產中減少線材用量、縮短組裝時間，可實現總體線束成本持平或微增（<5%）。而線束制造商可通過批量采購與工藝積累將單價進一步下降。此外，鋁導線雖然材料成本略高，但因重量減輕可降低運輸與物流成本，并且對整車燃油經濟性提升具備潛在經濟效益。

再者，從可靠性與性能維度進行對比：輕量化方案中采用 XLPE 絕緣銅線，其耐溫等級達到 125℃ 以上，而傳統 PVC 絕緣線在 105℃ 及以上環境經時可能出現絕緣老化。鋁合金導線在導電性能略遜于銅線，但通過加大截面或采用鍍錫處理，結合專用抗氧化接觸劑可保證連接可靠性。Mini Blade Fuse 與 PTC 保險器自恢復功能可提高電氣系統的維護便捷性與長期穩定性。屏蔽層采用鋁箔+細銅編織復合材料在 EMI 抑制性能上優于傳統單一銅編織層。仿真測試結果顯示，輕量化線束在高速 PWM 頻段（10kHz）下的 EMI 輻射幅值與傳統方案相差不超過 2dB，完全滿足 CISPR 25 Class 3 要求。同時，在 120℃ 環境高溫老化測試 500 小時后，輕量化線束絕緣電阻變化不大，接觸電阻平均增加僅 5mΩ，可認為可靠性與傳統方案無顯著差異。因此，從性能與可靠性維度來看，本設計方案在實踐中能夠無憂替代傳統方案。

最后，從裝配與維護維度考量：輕量化線束通過分布式驅動板設計，可將大束線轉化為多根小截面積線材，提升了線束在空間狹小區域的柔韌性與可操作性。制造端通過數字化樣車模型進行裁剪與仿真裝配，降低了返工率與安裝風險。維護端采用 PTC 自恢復保險器減少了更換傳統保險絲的操作成本；Mini Blade Fuse 設計便于快速更換，與小燈驅動板兼容性好。綜合來看，輕量化方案在裝配與維護效率上提升約 15%。

整車實裝案例與驗證數據

為了更直觀展現本方案的輕量化效果，本節對某主流 SUV 車型的前示寬燈與后尾燈系統進行了實裝驗證。該車型原車前示寬燈及后尾燈系統線束總長度（不含車身支架部分）約為 6.5m，使用 1.5mm2 銅線、標準 Superseal 12Pin 連接器、AGU 5A 玻璃絲保險絲、銅編織屏蔽層以及傳統 PVC 護套，線束整套重量合計 320g。根據本方案對同一回路進行輕量化改造后，包括以下主要改進措施：

• 更換為 Sumitomo UTXL-075 0.75mm2 XLPE 銅線，線長 6.5m，總重量 65g（傳統銅線重量為 110g）；

• 采用 DuPont ALFLEX 1001 鋁合金導線替代前部 3.0m 電源回路，線長 3.0m，總重量 20g（傳統銅線為 60g）；

• 連接器替換為 MicroTimer II 12Pin，公母各一個，重量合計 36g（傳統 Superseal 共計約 60g）；

• 采用 2 × 0.5mm2 XLPE 信號線用于 PWM/LIN 控制回路，線長 6.5m，總重量 36g（傳統 1.0mm2 PVC 信號線重量為 60g）；

• 保險絲更換為 Mini Blade Fuse 4A，重量 1.2g（傳統 AGU 5A 玻璃保險絲 2.5g）；

• 增設 Bourns MF-NSMF250-2 自恢復保險器，重量 0.05g × 2 = 0.1g（無相應傳統元器件）；

• 屏蔽層改為 Tin-plated Copper Braid + Aluminum Foil 復合屏蔽，6.5m 總重量 150g（傳統銅編織層約 260g）；

• 外護套改為 Yazaki PET 扁帶導管（6.5m），總重量 65g（傳統橡塑圓形護套約 110g）。

經實裝測量，輕量化改造后的線束整套總重量為約 153g，而改造前為約 320g，實現整套線束減重 167g，減重比例達到 52%。在點亮測試、振動測試、高溫老化測試及 EMI 抗擾度測試中，輕量化線束均符合原車技術標準。進一步對比該車在相同速度（90km/h）行駛時油耗變化，通過整車臺架試驗可發現，線束輕量化對整車油耗的下降影響雖不如整車大規模輕量化顯著，但在保守估計條件下（0.6kg 載荷提升導致油耗增加 0.004L/100km），約減少 0.011L/100km，對于整車百公里油耗從 8.5L 降至 8.49L 具有一定節能意義。若疊加多個系統線束輕量化，整車油耗可獲得更顯著下降。

成本與經濟性分析

在整車制造與售后使用階段，線束輕量化需要綜合考量成本與經濟效益。從元器件采購階段看，本方案中大多數輕量化材料與高密度元件單價相對傳統元件有所上漲。以下為典型元器件對比（以采購批量 10000 套為基準）：

• UTXL-075 XLPE 0.75mm2 銅線：單價 0.60 RMB/m；傳統 1.5mm2 PVC 銅線單價 0.40 RMB/m，差價 0.20 RMB/m。但因截面減半，凈用量減少近 50%，整體線路成本變化不大。

• DuPont ALFLEX 1001 鋁合金線：單價 0.45 RMB/m；若使用等效 0.75mm2 COPPER 線單價 0.40 RMB/m，增量 0.05 RMB/m。但重量優勢節省運輸與裝配人工成本。

• MicroTimer II 12Pin 連接器：單價約 8.5 RMB/套；傳統 Superseal 12Pin 連接器單價約 7.2 RMB/套，差價 1.3 RMB。

• Mini Blade Fuse 4A：單價 0.8 RMB；傳統 AGU 5A 玻璃絲管保險絲單價 0.5 RMB，差價 0.3 RMB。

• PTC 自恢復保險器 MF-NSMF250-2：單價 0.4 RMB；傳統二極管或保險絲均價約 0.3 RMB，差價 0.1 RMB。

• PET 扁帶導管：單價 0.3 RMB/m；傳統 8mm 圓形 PVC 護套單價約 0.2 RMB/m，差價 0.1 RMB/m，因用量減少可部分抵消。

• 復合屏蔽層（銅編織+鋁箔）單價約 2.0 RMB/m；傳統銅編織單價約 1.5 RMB/m，差價 0.5 RMB/m，因克數減少約 40%，凈用量減少可降低總成本。

綜合來看，輕量化線束物料成本比傳統方案增加約 15% 左右。然而，在制造與裝配環節，由于線材用量減半、連接件數量減少、裝配流程精簡，總體人工及工序成本可減少 10% 左右。因此，在批量化生產條件下，輕量化線束的綜合成本僅比傳統方案微增 2%～5%。此增量可通過整車輕量化帶來的燃油經濟性及碳排放減排帶來的市場溢價或補貼抵消。在使用階段，自恢復保險器減少維護成本、提高可靠性，進一步降低售后總體支出。由此可見，本設計方案在成本與經濟性層面具備良好平衡。

輕量化線束未來趨勢及展望

隨著整車電子電氣架構向域控制器及電子電氣電氣架構（E/E 架構 19+1 或域控制器結構）發展，未來汽車小燈線束設計將向以下幾個方向進一步發展：一是更多采用多功能復合導線，集成導線屏蔽、熱保護與節能功能。例如，將耐高溫耐磨材料與導線護套內置溫度傳感器，可實現對線束溫度實時監測；或者采用內外雙層絕緣結構，在高溫環境下外層先行斷路保護。二是在線束中集成更多電子模塊，向“線+芯”一體化方向發展，將簡單的連接傳輸線束演變為具備計算與控制功能的智能線束。未來小燈線束或將在中間節點集成微型傳感器與微控制器，實現燈具自診斷與狀態反饋，減少對 ECU 總線回路占用并提升集成度。三是在材料方面，新型高導電率合金與超薄電子纖維導線有望應用。碳納米管復合線或薄膜狀導體可進一步減輕線束重量，并具備柔性與抗熱疲勞性能。四是在制造工藝方面，隨著自動化智能化程度提高，線束將更多采用柔性剛性板混合布線技術或印刷電子布線技術，進一步實現結構扁平化。通過這種方式，小燈線束的厚度可進一步減少，布線空間占用更小。總之，隨著技術進步，汽車小燈系統線束輕量化將從單純的材料與結構優化，逐漸上升為與數字化架構、智能化能源管理相結合的全新系統級方案。

總結

本方案系統地闡述了汽車小燈系統線束輕量化設計思路，從設計目標與原則、電氣需求分析、材料與導線選型、連接器與端子優化、過流保護與電磁兼容元器件選型、LED 驅動與控制單元、屏蔽與接地策略、線束結構設計與制造工藝、元器件清單與功能說明、輕量化效果對比與驗證、成本與經濟性分析，以及未來發展趨勢與展望等多個維度展開。通過采用 0.75mm2 超薄交聯聚烯烴銅線、鋁合金導線、MicroTimer II 高密度連接器、Mini Blade Fuse 微型保險絲、PTC 自恢復保險器、超薄屏蔽復合材料、PET 扁帶導管等一系列高集成、輕量化的元器件與創新材料組合，使得整套小燈系統線束重量從傳統約 320g 降至約 150g，實現了超過 50% 的減重。電氣性能、耐久性與環境適應性均保持與傳統方案相當，且在成本上僅微增數個百分點，具備良好經濟性。該方案在實際車型上的驗證結果進一步證實了輕量化設計的可行性與有效性。展望未來，隨著新材料、新技術與新工藝的不斷涌現，汽車小燈系統線束將向更高集成度、更智能化方向發展，在保證安全可靠的基礎上持續推進整車輕量化，為汽車產業的節能減排與可持續發展貢獻更多價值。