摘要： 电缆线束是整机型号上用于在电气系统中传输电力和信号的互连导线。多年来，随着要连接的组件数量增加，电路数量也增加了很多倍,这使得线束设计成为整机设计中较为复杂的任务，并且线束在电气系统与其他集合体的集成变得困难。许多设计软件都是从计算机公司发展而来的，但是他们尚未解决设备制造商与线束制造商面临的重大问题。实际上，线束制造商可能对设备制造商的要求并不明确，这导致线束开发成为任何整机开发计划中的主要瓶颈。笔者主要概述了线束设计的重要性及其对最终产品的使用情况，这直接关系到用户的使用体验。
关键词：线束；整机；设计；应用趋势
引言： 整机中电气和电子设备数量的增加导致线束设计变得越来越复杂，从简单的电力分配和传输信号功能开始，它已成为具有多种传感器，设备及其接口的多个控制器的网络，因此，线束是整机上最为重要的部分之一。
线束是一组有组织的电线，端子和连接器，遍布整个设备型号，并负责传输信息和电力，因此在连接各种组件中起着关键作用。电力和信息通过此网络传播，就像人体的循环和中枢神经系统一样，它为整机上的所有电气负载导电。线束需要应用在从城市到山区的各种环境中，这意味着线束必须具有出色的环境适应性。
在不牺牲质量的前提下，以更低的成本更快地创建更好的产品成为了新形势下的竞争挑战。为了应对这些挑战，许多公司采用了计算机三维软件进行辅助设计，来降低物理测试的成本，减少总体产品开发时间并提高对产品性能的了解。为了进一步改善产品开发，整机三维布线在这种背景下孕育而生。
一、整机线束设计的原则与方法
线束的核心组件是连接器、传感器、电线、电缆、继电器、保护管、电动机等。这些组件的性能直接决定着线束的整体性能，并在整个系统的稳定性和安全性中起着决定性的作用。选择这些组件的基础是电压系统及其电流承载能力。选择这些组件时的环境温度是线束设计最重要的方面之一。正确选择这些电气组件及其导体可确保可靠性和安全性。
线束设计通常是要在整机原型上确定的最后一个组件。为了适配可维护性和尽可能满足设计的要求，需要进行各种设计的更改。但是，布线的固有灵活性和对其他系统项目的适应性导致线束的设计需要不断变化，以合并来自不同机构和设备的反馈，线束设计过程中使用以下一般原则；（1）按成本的要求进行设计（2）最佳长度和路由/分支（3）免受高温和机械损坏（4）关键区域的防水或密封连接器，避免接触腐蚀（5）设计组装（6）检修可用零件/故障排除（7）线束制造设计（8）最小弯曲半径（9）防错（10）接头位置/接头
二、整机线束设计的主要方法
整机制造商遵循的做法是通常定义电气系统的总体规格，然后准备子系统的电路图。子系统的编译将直接确定整个整机级电路，该电路将用于设计特定整机的线束需求。
以下处理流程用于为此目的定义设计输入和输出；
设计输入：（1）线束设计手册准备（2）整机级电路原理图（3）整机布局
（4）功能列表（5）组件详细信息（6）DFMEA
设计输出：（1）线束图（2）物料清单（3）3D捆绑包布局（4）数字干扰检查（5）原型制作（6）过程验证
在进行具体三维布线设计时，通常包含一下几个步骤：
（一）电气零部件设计
电气零部件方面的设计方案主要是基于机械类的零部件增加电气方面的属性并在其中配置有针对性的电气连接点，表现为电气装配与线束装配最开始的阶段。首先需要准备机械零部件的主要设计模块，草图方面的绘制，尺寸的确定等，达到机械零件中三维实体造型。然后向电器件与连接器的三维实体填入具体的电气属性，在电器零部件生成之后，还需要进一步添加电气连接的相应点位，这是之后的线束装配与电气装配的基础。
（二）电气装配设计
电气装配的设计是基于整机模型来实现的，把设计好的各种电气组件以及连接器添加到整机系统中最合适的位置，确定诸多组件之间所的装配，处理各类的约束，最后形成一个有机的整体。在电气装配的设计中，创建总装组件，准确的导入机体、电气组件、连接器组件以及其他组件中，通过对零部件进行有效的约束，这样电气组件可以有效固定在机体内，同时需要把安全间隙考虑在内，这样可以达到整齐、美观对称的目的。
（三）电气线束装配
电气线束装配指的是基于整机设计的接线图，把电缆放置在机体中，以达到在整机中布线的仿真过程。线束有一系列的参数，包括了直径、截面、弯曲半径路径等不同参数。需要根据需要来添加构造点，并增加分支点，从而达到创造线束路径的目的。必要时需要添加支撑以固定及线束。
布置线束是有先后顺序的，首选需要布置的是高压电缆，其次是低压电缆。基于连接器作为初始点，终点则是电器件，但需要指出的是线束布置需要基于整机系统的实际需求与规则来进行布置，在这个过程中，发现不符合图纸内容以及实际技术要求，设计者有必要对线束参数进行重新的设计计算，准确的进行线束路径的改变。同时，线束需要基于经济性的实际考虑，这是满足可行性的基本前提。
（四）电气线束展平
电气线束展平过程是线束从三维向二维转换的一个过程，指的是把三维线束变成二维的平视图纸，把机体的实际布线用图纸表现出来，把线束设置到特定的平面中，对线束进行一系列的操作，包括弯曲、旋转、拉直等操作。在展平线束后，设计者需要考虑的是在这些线束接线、转弯以及分叉部分需要留一定的余量。通过转化出来的二维图纸，设计者需要测试每段线束的实际长度，对每根线束进行标注，最后得到布线模板。
三、线束设计中的发展趋势
线束设计与整个系统的发展趋势相互关联。但是，为了提高线束设计在成本和时间方面的效率，多年来三维软件越来越多的应用于线束的设计过程中。
线束图可以使用2D或3D格式生成，但是2D格式更适合用于线束构造，因为通常将二维绘图作为模板附加到线束板上，三维格式的图纸优势在于可视化好、形象直观、设计效率高，能从本质上减轻大量繁琐的工作量，使设计更加符合实际情况，设计人员能集中精力于那些更富有创造性的高层次思维活动中。
四、总结
本文介绍了整机系统线束设计发展的背景和重要性，以及目前运用的实际效果，结合整机三维布线的应用可行性、分析过程与实际效果，笔者发现利用三维软件进行整机电缆布线设计，不仅可以有效的规范线束的布线标准，提高设备的实际效能表现，同时能够提高整机布线的外观，既解决了传统布线生产中的缺陷与不完善，又提高了布线设计的效率与质量，为此整机系统的三维布线设计是未来发展的趋势，值得进一步推广。
参考文献
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