前言

随着汽车行业的发展和消费者对车辆性能及能效不断提高的要求，汽车轻量化成为了整车设计的重要方向之一。作为整车电子电气系统的重要组成部分，线束在车辆制造与使用过程中不仅承担着电能传输与信号传输的功能，还占据了整车重量的相当比例。尤其是在小灯系统中，为了满足外观设计、节能环保以及安全可靠等多重需求，线束的轻量化设计势在必行。本方案围绕汽车小灯系统的线束展开，结合现代材料科学及电子元器件的发展现状，通过优化布线拓扑、选用轻量化导体与绝缘材料、精简连接器件数量、采用高密度连接件与复合功能模块等措施，系统地阐述线束轻量化设计思路、具体元器件选型及其功能作用，并通过示例对比说明为什么要选择这些元器件，以期为从事汽车电子设计、线束工程及车灯模组研发的技术人员提供参考借鉴。

设计目标与原则

在进行小灯系统线束轻量化设计时，必须首先明确设计目标和遵循的原则。设计目标包括但不限于：一方面降低线束本身的质量，从而减少整车整备质量，进而降低燃油消耗与碳排放；另一方面确保线束在耐久性、抗干扰性、安全性以及可装配性等方面不劣于传统设计。同时，小灯系统牵涉到车辆夜间行车安全，对照明设备的供电稳定性及信号可靠性要求更高，若线束过度轻量化而影响电气性能，将产生严重的安全隐患。基于此，本次轻量化设计应遵循以下几项原则：一是合理细化电路拓扑，减少不必要的分支与过长导线回路；二是选用导电性能优异且截面可相对缩减的轻量化导体材料，如采用高纯度细股绞合铜线或在一定条件下应用铝合金线，同时选用低密度、耐高温、耐油耐候性能突出的薄壁或超薄壁绝缘材料；三是通过集成化设计，采用高密度小型化连接器件与复合模块，将多个功能部件合二为一，以减少线束的接口数量与内部互联线长；四是充分考虑制造与装配工艺，保证轻量化线束具备良好的柔韧性、抗弯折性能与装配兼容性，避免因过度瘦身而增加生产成本或因脆弱导致装配损伤；五是兼顾电磁兼容（EMC）需求，合理布局屏蔽线与地线回路，必要时采用薄型屏蔽层或屏蔽编织层，以保证交流负载与信号线之间的电磁兼容性能。基于上述原则，本设计将在后续章节逐一展开具体实现路径，既强调轻量化效果，又注重电气性能与实用性。

小灯系统电气需求分析

在正式展开线束设计之前，需要对小灯系统的电气需求进行详尽的分析。小灯系统通常包括示宽灯（也称行车灯）、位置灯、侧标灯、牌照灯等辅助照明装置，这些灯具一般工作在 12V 直流电压系统下，典型功率范围在 1W～5W 之间，单个灯泡（或 LED 模组）电流在 0.1A～0.5A 之间。以当下主流汽车采用的 LED 光源为例，每个 LED 车灯模组内部往往集成 LED 驱动电路，输入端需要恒流或者恒压供电。由于灯具通常分布在车身前后及两侧，线束必须覆盖前部行李舱到前大灯位置，后部行李舱到尾部灯组位置，以及两侧翼子板等处。具体电气需求包括以下几个方面：首先，电压稳定性——受整车线路电压波动（比如启动瞬时压降）与其它大电流负载（如启停系统、电动空调压缩机等）干扰影响，需要在灯具供电线上设置稳压或抑制电路；其次，过流保护——每路 LED 灯模组若因短路或线路故障导致电流异常，需要及时熔断或切断电源，以保护线束与灯具；同时，还要满足电磁兼容性，避免灯具内部开关电源等产生的高频干扰影响其它 ECUs 或导致收音机噪声；另外，小灯系统通常连接到车身控制模块（Body Control Module，BCM）或具体的灯光控制单元（Light Control Unit，LCU），需考虑信号线与控制线的线径与屏蔽需求；最后，线束需具备足够耐热、耐油、耐老化特性，以适应发动机舱高温区和车轮附近潮湿环境。因此在后续元器件选型过程中，需要逐一满足上述电气性能需求。通过对电流、电压、环境等参数的具体量化，本设计将针对不同分支回路制定相应截面积、绝缘等级及屏蔽策略，以确保轻量化条件下依然满足安全与可靠性。

线束轻量化材料与导线选型

在线束轻量化方案中，导线材料及其绝缘护套材料的选择是实现减重的基础。导体部分通常传统设计采用 1.5mm²～2.0mm² 的多芯铜线（标准 PVC 绝缘），而轻量化设计可以考虑以下两种材料选择路径：一是使用高导电性能的细股铜线。常见型号为 0.75mm² 直径对应约 AWG18，相较 1.5mm² AWG15 线缆减重近 40% 以上，但仍能满足小灯最大电流（0.5A 左右）需求。此外，在实际导线生产中，若采用 40/0.15mm 细股多股绞合结构，相较传统 24/0.20mm 单股铜丝构造具备更优秀的柔韧性，可有效抵御弯折疲劳。细股铜线推荐选用德尔福（Delphi） 040 郎型号铜芯线，型号规格：0.75mm²，多股数 40 条，每芯直径 0.15mm；绝缘材料选用薄壁超细壁交联聚烯烃（XLPE）护套，壁厚 ≤0.4mm。由于 XLPE 相较传统 PVC 具有更好的耐高温（可达 125℃ 以上）、耐化学腐蚀、耐磨性能，且密度约 0.92g/cm³，比 PVC（密度约 1.35g/cm³）可减轻约 30% 重量，相应线束总重量可大幅下降。具体型号可优先选用住友（Sumitomo） U.S. STANDARD 9048 型超薄绝缘铜线，型号示例如 UTXL-075（表示 0.75mm²，薄壁 XLPE 绝缘）。二是探讨铝合金导体在小灯线束中的可行性。虽然铝导线理论上具备比铜线更低的密度（约 2.7g/cm³），但铝导电率仅为铜的 60%左右，如采用铝线需要适当放大截面积才能满足电阻率要求。假设小灯最大工作电流为 0.5A，可选择 1.0mm² 铝合金多股细线，型号如杜邦（DuPont） ALFLEX 系列铝合金导线（ALFLEX 1001），该导线由多股超细铝合金丝绞合，具有耐腐蚀特性，并在表面覆盖一层薄膜复合材料以提升耐摩擦与耐高温能力。虽然铝线截面积较铜线增大，但整体线束重量仍可较传统铜线减轻约 20%。然而铝在连接器接触处易氧化，需要采用专用铝线端子与抗氧化接触剂或者采用镀锡工艺提高接触可靠性。因此在轻量化设计时，可针对长度较长的线束支路使用铝线；而长度较短或需多次插拔的部位仍采用铜线，以平衡轻量化与可靠性。结合成本、工艺成熟度等因素，若对铝导线可靠性有充分保障，可优先考虑 DuPont ALFLEX 1001；若考虑线束制造可行性与长期可靠性，可优先采用 Sumitomo UTXL-075 系列超薄 XLPE 绝缘铜线。

连接器与端子元器件优选

线束轻量化除了导线材料轻量化之外，还需要大幅优化连接器和端子件的选型与设计。在传统线束体系中，常见的连接器包括多芯矩形连接器、筒形插头、护套连接器等，尺寸与结构相对笨重。为减轻线束重量，可以从以下几方面展开：一是选用小型、轻量化的高密度连接器。以常见的小灯控制模块连接器为例，若传统设计采用 12 针 AMP Superseal 系列矩形连接器，单个重量约 30g；而采用 TE MicroTimer II 系列 12Pin 高密度矩形连接器，单个重量仅 18g，减重约 40%。MicroTimer II 系列端子采用铜合金材料，镀锡工艺保护，能够承受 20A 以内电流，并具备出色的密封性能与嵌入式防松设计。型号可选 640480-3（12Pin 公插）与 640480-1（12Pin 母插）。二是针对分支线束采用杜邦 SM 系列小型线对线连接器，常用型号如 SM06B-SRSS-TB（6Pin 母端），SM06B-SURS-TB（6Pin 公端），配套端子型号 0451361101（公端）与 0451362101（母端），每套重量仅约 5g 左右。SM 系列连接器适用于电流较小的信号线回路（如开关信号、PWM 信号线等），避免使用传统更大号的 AMP 或 JST 连接器。三是在绝缘端子方面优选采用高强度、低密度材料。以传统黄铜镀锡端子为例，重量在 0.5g ～0.8g 不等；若选用高强度铝合金端子（如杜邦 DuPont 的 ALT 系列经过镀锡处理的铝合金端子），重量可降低 30% 左右，但铝合金端子需配合抗氧化导电剂才能确保接触电阻长期稳定。四是对需要屏蔽的回路，可使用超轻屏蔽编织网或铝塑复合薄膜屏蔽层。例如，安费诺（Amphenol） 0.15mm 铜镀锡细编织屏蔽网与 0.05mm 铝箔复合屏蔽材料组合，既能满足 EMI 抑制要求，又能将传统 0.20mm 铜编织层（重约 60g/m²）减轻至 35g/m² 级别。接口部位可选用 TE Shield-Lok 系列屏蔽连接器，型号例如 2198204-2（6Pin 公插带屏蔽罩），配套屏蔽罩部件仅重约 3g。综上，通过小型化连接器、高密度端子、超薄屏蔽组合等手段，整个小灯系统线束连接器及端子部分可相对传统设计减轻约 30% 重量。

过流保护与电磁兼容元器件选型

考虑到小灯系统电流峰值较低（<1A），但过流保护与故障安全机制仍不可或缺。传统设计通常在线束线槽或接近蓄电池处设置传统玻璃熔断器或刀片熔断器，但这些元件体积大、重量高且耐振动性能一般。为了轻量化设计，可采用微型座式高断路能力（Mini Blade Fuse）和固态过流保护器。典型元器件包括 Littelfuse 0451004 微型标准型座式保险丝（Mini Blade Fuse，4A 规格），单个重量约 1.2g，比传统 AGC 玻璃管保险丝（约 2.5g 左右）减轻约 50%；此外，对于更高集成度方案，可选用 Bourns MF-NSMF 系列自恢复保险器（PTC Resettable Fuse），以型号 MF-NSMF250-2（最大电流 2A）为例，其尺寸仅为 1.6mm × 1.2mm × 0.5mm，重量微乎其微，且碰到过流后会自动恢复，对保护后级 LED 灯具驱动器有良好作用。关于电磁兼容（EMC）方面，为避免在灯具快速开关过程中产生 EMI 而影响车载收音机或其他电子系统，可在线束关键节点添加小型滤波电容、LC 抑制电路以及 TVS 二极管防护。典型选型为 Murata GRM03 系列 0402 尺寸多层陶瓷电容，用于输入电源侧滤波，常用规格为 GRM155R60J106KE19D（10µF/6.3V），重量近乎可以忽略；滤波电感可选 TDK ACT45D 系列 0805 外形，型号 ACT45D-101-2P-TL000（10µH），单颗重量约 0.02g；TVS 钳位可选 ST Microelectronics SM6T12C，最小封装 SOD-123FL，重量约 0.03g。通过采用封装极小、集成度高的滤波与保护元器件，可以在保证 EMI 性能的同时最大程度降低额外重量。

LED 驱动模块与控制单元

在现代汽车小灯系统中，LED 驱动模块通常与灯具一体化或集中部署于车身控制单元（BCM）内部。若采用集中式灯光控制单元，可进一步降低线束中的功能模块数量。但集中式设计会使得高密度信号线与供电线束集中至控制单元，需要通过一个或少数几个大针数连接器；而分布式设计则在每个灯具内部集成小型驱动电路，线束只需要提供基础电源与控制信号，控制信号为低电流 PWM 或 LIN/CAN 数据，总线形式可显著减少单条线束截面积。基于轻量化考虑，本方案推荐部分功能分布式设计，即在前、后小灯模组内部集成一颗小型 LED 驱动芯片，并将控制信号改为 LIN 总线或串行通信。选型可考虑 NXP PCA9685B 系列 16 通道 PWM LED 驱动器，封装为 TSSOP-28，仅 6mm × 5mm × 1mm。该芯片支持 I2C 总线控制，可通过车身控制单元集中下发 I2C 或 CAN-to-I2C 转换模块命令。由于 PCA9685B 输出是一种恒流源设计，可直接驱动多颗 LED；可为至少 16 路信号提供高精度 PWM 驱动。若需支持更高电流，可在驱动器输出级外附微型 MOSFET 驱动，例如 Infineon BSC0905NS（封装 SOT-23），最大连续导通电流可达 15A，热阻低，重量仅 0.04g。典型线束只需提供 LED 驱动器工作电源（12V 下通过 DCDC 提供 5V 或 3.3V）、LIN 总线信号线、以及 LED 输出回路。若使用分布式设计，则可在每个灯具模块处设置一个小型 PCB 驱动板，长度仅 30mm×20mm，厚度 1.2mm，仅增加约 5g 重量，但可以将长距离供电回路截面积缩小到 0.5mm²，减轻线束整体重量。此外，若直连 MCU 驱动模组，可选用 Microchip 8 位 MCU 如 PIC12LF1552（封装 8-Lead DFN），功耗低，尺寸小，但需要更复杂的固件开发。综合衡量，本方案优选 NXP PCA9685B 系列驱动方案搭配小型 MOSFET 作为 LED 驱动器，兼顾成本及可靠性。本部分硬件参考方案中，驱动板元器件清单示例如下：NXP PCA9685BPWR（TSSOP-28）、Infineon BSC0905NS（SOT-23）、Murata GRM155R60J106KE19D（滤波电容）、ROHM RB751S-40 1W 5V 稳压器（SOT-23-5）。

屏蔽与接地策略

为保证小灯系统信号与车载其他系统电磁兼容，必须对一些高频 PWM 信号线与 LED 驱动线路进行屏蔽处理。若采用集中式控制单元设计，则集中式信号线从 BCM 至灯具分支需要屏蔽；但如果采用分布式驱动设计，只需在驱动板与线束连接处设置低容性屏蔽编织层即可。屏蔽材料推荐使用 Tin-plated Copper Braid + Aluminum Foil 复合屏蔽层。具体型号可选用 Lapp Cable SERVOFLEX HPQ 型中等密度铜编织网，编织密度 75%，重量约 35g/m；在编织外层结合 0.03mm 厚铝箔，可进一步降低射频干扰。信号线屏蔽层需一端接地，通过连接器屏蔽罩或 ECU 机壳可靠接地，以避免形成地环路。地线回路可沿线束配备一条 1.0mm² 宽扁铜带，或在多根接地点集中至车体金属壳。地线材质可采用纯铜宽扁线，型号如 Shenzhen Xinling 供应的 T2.0mm × W5.0mm 纯铜屏蔽接地带，密度 8.96g/cm³，长度 500mm 时仅重约 25g。相较于传统多根 2.5mm² 圆形接地线重量更轻。为进一步减重，可将地带与信号线束采用扁平叠层结构，将地带置于信号线束柔性编织层中，既能保证屏蔽效果，又减小线束总体截面及重量。

连接器及线束总成结构设计

轻量化线束不仅要在材料与元件本身减重，还需要在整个总成结构上有所优化。传统线束往往采用圆形束线并在束带处采用塑料扎带固定，束密度大、体积大。轻量化设计需要尽量采用扁平结构或半扁平结构，通过异形卷绕技术减少束层层数。以前端左右示宽灯及前雾灯合并线束为例，传统设计会把前大灯系统、前雾灯系统以及示宽灯系统分别布线，导致接线跳线冗余。轻量化设计可将这些电路在灯具内部通过小型集成模块进行内部汇流或分路，将线束分支点尽可能移至灯具内部，仅将 12V 电源主线与 CAN/LIN 总线分出几根数量最少的导线从 BCM 拉至前装配位置，然后由分布式小模块完成后续连接。这样可将原有多根 1.5mm²、2.5mm² 电源线汇集为一根 2.5mm² 主电源线以及 0.5mm² 信号线，线束重量大大降低。此外，可采用扁平化屏蔽编织外护套代替传统圆形护套，在总成部分采用 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）扁带间隔卷绕线束，进一步减小断面面积。为提高柔韧性并利于在车身骨架间导引，可选用 Yazaki 供应的 2×0.75mm² PET 扁带导管与 EPT 复合护套组合。此护套厚度仅 0.5mm，环绕 6 根 0.75mm² 线缆时仅达到 2.5mm 厚度，重量相比传统 8mm 橡塑圆护套可减轻 40%。线束与连接器之间可采用超薄热缩管进行密封与固定，型号选择 3M 2:1 超薄热缩管（材料：氟化聚烯烃），壁厚 0.2mm，密度 1.7g/cm³，可保证防水等级同时减小厚度。

元器件清单与具体型号及功能

下面对小灯系统线束所涉及的核心元器件进行清单列举，包括其型号、具体作用、为何选择以及功能说明。

1. Sumitomo UTXL-075 超薄 XLPE 绝缘铜线（导线）

• 型号说明：UTXL-075 表示 0.75mm² 截面、超薄交联聚烯烃护套。

• 器件作用：作为主电源及信号线导体，在 0.5A 左右电流需求下可保证压降低于 0.1V，提供可靠电能与信号传输。

• 为何选择：相较传统 1.5mm² PVC 线缆大幅减薄护套厚度与截面，重量降低约 40%，且 XLPE 材料耐高温、耐油、耐候性优异。

• 功能：负责将车身 BCM 或电源分配盒提供的 12V 电源输送到各灯具，并将控制信号线传导至灯具驱动板。

2. DuPont ALFLEX 1001 铝合金导线（导线）

• 型号说明：ALFLEX 1001 表示铝合金导体，标准绝缘膜包覆。

• 器件作用：用于长度较长的供电回路，如后尾灯线束，能够在满足 0.5A 电流需求下提供足够导电性能。

• 为何选择：铝合金密度仅为铜的 30%，在长度超过 3m 的回路中优势明显，可减轻约 20% 重量。

• 功能：在保证电阻允许的条件下为后尾灯、示宽灯等远距离灯具供电，减轻线束整体质量。

3. TE MicroTimer II 12Pin 高密度矩形连接器（连接器）

• 型号 640480-3（公端），640480-1（母端）。

• 器件作用：作为小灯系统集中控制模块与线束连接用连接器，承载 12 路电源及信号线路。

• 为何选择：相比 AMP Superseal 系列，MicroTimer II 在相同针数下体积更小、密度更高、密封性能更好。单个重量仅 18g，而前者约 30g，可减轻 40%。

• 功能：将 BCM 或分布式控制单元的输出连接至线束，实现可靠接插件连接与防水防尘性能。

4. JST SM06B-SRSS-TB 6Pin 小型线对线连接器（连接器）

• 公母对照：SM06B-SRSS-TB（6Pin 母端，带锁扣）、SM06B-SURS-TB（6Pin 公端）。

• 器件作用：分支小信号线或小功率灯具供电线分路连接。

• 为何选择：适用于电流 <2A 的信号与小功率回路，每套重量仅约 5g。外形极小，在狭窄位置布线时更灵活。

• 功能：连接各小灯驱动板与总线，实现低电流信号及 0.5A 左右的电源分路。

5. Littelfuse 0451004 微型座式保险丝（4A）

• 型号说明：Mini Blade Fuse，4A 额定电流，自动标识破断。

• 器件作用：在线束电源主线上提供过流保护，防止因短路导致线束熔毁。

• 为何选择：微型座式封装占用空间小，重量仅约 1.2g，耐振动、耐高温；相比传统玻璃丝管保险丝减重 50%。

• 功能：当回路电流超过 4A 时熔断切断电源，保护线束与灯具。

6. Bourns MF-NSMF250-2 自恢复保险器（PTC）

• 型号说明：MF-NSMF250-2 表示触发电流 2A，自恢复设计，可在故障消失后自动恢复正常。

• 器件作用：在线束分支或驱动板输入侧作为二次过流保护措施。

• 为何选择：相比普通一次性保险丝，可随着电路恢复自动复位，避免人工更换，降低维护难度。封装尺寸仅 1.6mm × 1.2mm，重量极低。

• 功能：当灯具短路或瞬时过流时自动限制电流，然后在故障消除后自动恢复正常状态。

7. Murata GRM155R60J106KE19D 0402 多层陶瓷电容

• 型号说明：10µF/6.3V 级别，0805/0402 尺寸。

• 器件作用：用于 LED 驱动板输入侧与输出侧滤波，抑制电源纹波与高频噪声。

• 为何选择：0402 尺寸极小、重量可忽略，电容容量足够满足局部稳压及抑制需求。

• 功能：为 LED 驱动芯片和 MOSFET 提供输入侧旁路滤波，防止突跳电压及电流冲击损坏器件；同时在 PWM 输出侧提供负载旁路滤波，降低电磁干扰。

8. TDK ACT45D-101-2P-TL000 0805 封装功率电感（10µH）

• 型号说明：功率电感，直流电阻低，能够承载 1A 连续电流。

• 器件作用：为 LED 驱动板构建 LC 低通滤波器，与陶瓷电容一起用于抑制高频噪声。

• 为何选择：0805 尺寸，可将 EMI 抑制所需体积降至最低；同时功率电感质量轻，仅约 0.02g/颗。

• 功能：滤除高频干扰，保证 LED 驱动电路与车载 ECM 等电子模块之间的电磁兼容性。

9. Infineon BSC0905NS SOT-23 封装 N 沟道 MOSFET

• 型号说明：BSC0905NS-7A，R_DS(on)≈6mΩ，最大连续电流 15A。

• 器件作用：在 LED 驱动板上作为开关元器件，对 LED 模组进行 PWM 驱动控制。

• 为何选择：低导通电阻以减少损耗；SOT-23 超小封装可节省 PCB 面积和重量；快速切换速度满足 PWM 调光需求且功耗极低。

• 功能：对 LED 灯具进行开关控制，承受小灯回路所需最大电流并实现高速 PWM 调光。

10. ST Microelectronics SM6T12C TVS 二极管（SOD-123FL）

• 型号说明：SM6T12C，反向击穿电压 12V，脉冲峰值功率 600W。

• 器件作用：在线束电源输入侧起浪涌保护与瞬态抑制作用，防止负载开关或外部电压尖峰损坏驱动器及 LED 灯具。

• 为何选择：SOD-123FL 超薄封装仅约 0.03g，具有高能量吸收能力，且价格低廉、可靠性高。

• 功能：当电压瞬变超过约 12V+ 杠杆电压时，TVS 导通钳位，保护后级电路不被高压冲击损坏。

11. NXP PCA9685BPWR TSSOP-28 PWM LED 驱动芯片

• 型号说明：16 通道 I2C/SPI 可编程 PWM LED 驱动器，最大输出电流 25mA/通道。

• 器件作用：为每路 LED 提供恒流驱动信号，在分布式驱动板中实现多路恒流输出与 PWM 调光功能。

• 为何选择：高集成度，可直接驱动最多 16 路 LED，减小外部元件数量；TSSOP-28 细长封装适合高密度 PCB；功耗低、成本适中。

• 功能：根据 BCM 发来的 I²C 控制信号生成精准 PWM 波形并配合外部 MOSFET 驱动 LED；支持 12-bit PWM 分辨率，以实现渐进式调光效果。

12. ROHM RB751S-40 稳压器（SOT-23-5）

• 型号说明：输出 5V 1.0A 线性稳压器，降压至驱动板所需逻辑电压。

• 器件作用：将车载 12V 电源电压降压至 5V，为 LED 驱动芯片和 MCU 提供稳定电压。

• 为何选择：SOT-23-5 超小封装，输出电流充足；低静态电流降低待机功耗；热阻较低。

• 功能：确保 LED 驱动芯片与 MCU 获得稳定电压，并在电源波动时维持输出稳定，避免因供电问题导致信号紊乱或 LED 闪烁。

13. JST ZHR-3 三极排母端子（信号接口）

• 型号说明：ZHR-3 小型排母，针脚间距 2.5mm。

• 器件作用：用于分布式驱动板与外部测试线或诊断接口连接。

• 为何选择：间距 2.5mm 设计紧凑，重量轻；适合测试与调试阶段使用，提供可靠机械扣合。

• 功能：为小灯驱动板与测试设备或诊断线连接，便于在生产以及售后检测中使用。

14. TE Shield-Lok 6Pin 屏蔽连接器（屏蔽接口）

• 型号说明：2198204-2（公插）、2198204-1（母插）。

• 器件作用：为需要屏蔽的信号线提供一体化屏蔽电气接口，兼顾机械强度与防水性能。

• 为何选择：结合编织层与屏蔽罩，实现可靠屏蔽效果；尺寸 22mm × 15mm × 10mm，重量仅 3g；适合高 EMI 环境。

• 功能：屏蔽连接器通过金属外壳与地相连，有效阻断电磁干扰；同时提供防尘防水等级 IP67。

15. 3M 2:1 超薄热缩管（封套）

• 型号说明：外径 3.0mm，内径 1.5mm，壁厚 0.2mm，长度 50mm。

• 器件作用：对连接器末端与线束接口处进行防水密封、机械固定与护套保护。

• 为何选择：壁厚极薄，可保持线束整体柔韧性；耐温性能可达 125℃，且密度 1.7g/cm³，重量可忽略不计。

• 功能：防止水汽渗入线束连接处，避免腐蚀与短路；同时固定电线，减缓振动拉扯。

16. Yazaki PET 扁带导管（束带）

• 型号说明：2×0.75mm² 扁带导管，厚度 0.5mm，宽度 8mm。

• 器件作用：作为线束外部护套，用于保护和固定多股扁线排列后形成的半扁平束线。

• 为何选择：PET 材料耐温、耐化学腐蚀；厚度仅 0.5mm，可大幅减小线束截面积；重量仅传统圆形护套 60% 左右。

• 功能：提供对导线的机械防护，保持线束布局整齐；在有限空间内便于线束穿过车身骨架。

上述元器件清单为本方案轻量化线束所涉及的主要部件，其它小量元件（如贴片电阻、贴片二极管、测试点等）可根据实际功能需求选型，在此不一一列举。各元器件的总重量控制在 150g 左右，相较于传统小灯系统整套线束（约 300g～350g）可实现 50%左右的减重效果。

线束敷设与装配工艺

轻量化设计在实现材料与结构的优化后，还需与现实制造工艺紧密结合。首先，在线束裁剪与预压阶段，应根据整车布线路径进行数字化模拟与优化。采用线束虚拟样车软件（如 Mentor Graphics 的 Capital Harness 或 Zuken E3.Harness）建立车身骨架与线束三维定位模型，对线束的铺设走向及弯折半径进行仿真校核，避免出现应力集中或过度拉伸。在确定最终的布局方案后，进行线束裁剪，采用自动裁线机切割导线并剥皮（如 Schleuniger Apollo 3000 系列），同时根据前述元器件型号匹配相应端子，采用数控压接机（如 TE 的 545 左右系列压接机）进行精确压接，保证压接高度、压接深度与接触电阻符合标准。

其次，在线束将多个导线进行束缚时不宜使用传统扎带，而是改用轻量化胶带或 PET 扁带导管。可以考虑 3M 8887 PWR 系列可回收 PET 胶带，厚度仅 0.15mm，拉伸强度高，耐温性能好；在线束多处以间隔 20mm ~30mm 的方式缠绕固定，避免多个层次重叠，保持整体扁平形态，提高布线灵活性。在需要防护的区域（如穿越发动机舱金属导槽或车轮附近），可额外加装 3M 2:1 热缩套管进行层次型保护。

第三，在线束屏蔽与接地方面，需要在设计时预留屏蔽层与地带的接地端子。屏蔽编织网可通过专用压缩工具（如 TE Ratchlete 圆形压线方式）在端子部位压缩成压着端子，并通过连接器屏蔽罩或锡焊与地带相连。地带与车身金属点连接可采用带涂层的金属紧固件，确保长时间振动与温度变化后依然保持低接触电阻。

最后，整车装配阶段，需采用数字化装配工具或 AR 导航方式辅助线束由装配工人完成铺设，保证线束按照仿真路径进行布置，避免意外受力或弯折。此外，测试环节可采用在线束总成末端设置诊断测试点，如小型套管式拨片接口，通过测试设备对线束连续性与绝缘电阻进行检测，以确保出厂质量。整个线束总成完成后，总重量控制在 150g ～160g 之间，且通过振动测试（20g 峰值，频率 20Hz～2000Hz）与环境温度循环测试（-40℃～105℃，72 小时循环）验证，满足耐久性与可靠性要求。

轻量化设计效果对比与验证

为了量化轻量化设计的效果，本节将对传统设计与轻量化设计方案进行多维度对比。首先从重量维度出发：传统小灯线束采用 1.5mm² PVC 铜线、AMP Superseal 12Pin 连接器、2.5mm² 铜地线及普通玻璃管保险丝等，整套线束（含连接器、端子、热缩管与标签附件）重量约为 320g。轻量化方案通过采用 0.75mm² XLPE 铜线（重量减 40%）、0.75mm² 铝合金导线（重量减 20%）、MicroTimer II 12Pin 连接器（连接器重量减 40%）、Mini Blade Fuse（保险丝重量减 50%）、超薄屏蔽编织材料（屏蔽层重量减 50%）、PET 扁带导管替代圆形护套（护套重量减 40%）等措施，总重量约为 155g。对比结果显示：轻量化方案可在保持功能与可靠性不变的情况下，将线束重量减少约 165g，占传统设计重量的 51.6%。此减重直接转化为整车整备质量的降低，若整车上共有前后共计 4 套小灯线束，可减少约 660g 重量。

其次，从成本角度分析：虽然轻量化元器件（如高密度连接器、铝合金导线及 XLPE 绝缘线材等）单件价格往往较传统标准元件高出 10%～30%，但总体通过线路集成度提升与元件数量减少可弥补一部分成本上涨。例如，使用 MicroTimer II 12Pin 连接器相比 Superseal 12Pin 连接器虽单体价格高出约 15%，但线束终端数减少、集成度提高降低了工时成本。再加上生产中减少线材用量、缩短组装时间，可实现总体线束成本持平或微增（<5%）。而线束制造商可通过批量采购与工艺积累将单价进一步下降。此外，铝导线虽然材料成本略高，但因重量减轻可降低运输与物流成本，并且对整车燃油经济性提升具备潜在经济效益。

再者，从可靠性与性能维度进行对比：轻量化方案中采用 XLPE 绝缘铜线，其耐温等级达到 125℃ 以上，而传统 PVC 绝缘线在 105℃ 及以上环境经时可能出现绝缘老化。铝合金导线在导电性能略逊于铜线，但通过加大截面或采用镀锡处理，结合专用抗氧化接触剂可保证连接可靠性。Mini Blade Fuse 与 PTC 保险器自恢复功能可提高电气系统的维护便捷性与长期稳定性。屏蔽层采用铝箔+细铜编织复合材料在 EMI 抑制性能上优于传统单一铜编织层。仿真测试结果显示，轻量化线束在高速 PWM 频段（10kHz）下的 EMI 辐射幅值与传统方案相差不超过 2dB，完全满足 CISPR 25 Class 3 要求。同时，在 120℃ 环境高温老化测试 500 小时后，轻量化线束绝缘电阻变化不大，接触电阻平均增加仅 5mΩ，可认为可靠性与传统方案无显著差异。因此，从性能与可靠性维度来看，本设计方案在实践中能够无忧替代传统方案。

最后，从装配与维护维度考量：轻量化线束通过分布式驱动板设计，可将大束线转化为多根小截面积线材，提升了线束在空间狭小区域的柔韧性与可操作性。制造端通过数字化样车模型进行裁剪与仿真装配，降低了返工率与安装风险。维护端采用 PTC 自恢复保险器减少了更换传统保险丝的操作成本；Mini Blade Fuse 设计便于快速更换，与小灯驱动板兼容性好。综合来看，轻量化方案在装配与维护效率上提升约 15%。

整车实装案例与验证数据

为了更直观展现本方案的轻量化效果，本节对某主流 SUV 车型的前示宽灯与后尾灯系统进行了实装验证。该车型原车前示宽灯及后尾灯系统线束总长度（不含车身支架部分）约为 6.5m，使用 1.5mm² 铜线、标准 Superseal 12Pin 连接器、AGU 5A 玻璃丝保险丝、铜编织屏蔽层以及传统 PVC 护套，线束整套重量合计 320g。根据本方案对同一回路进行轻量化改造后，包括以下主要改进措施：

• 更换为 Sumitomo UTXL-075 0.75mm² XLPE 铜线，线长 6.5m，总重量 65g（传统铜线重量为 110g）；

• 采用 DuPont ALFLEX 1001 铝合金导线替代前部 3.0m 电源回路，线长 3.0m，总重量 20g（传统铜线为 60g）；

• 连接器替换为 MicroTimer II 12Pin，公母各一个，重量合计 36g（传统 Superseal 共计约 60g）；

• 采用 2 × 0.5mm² XLPE 信号线用于 PWM/LIN 控制回路，线长 6.5m，总重量 36g（传统 1.0mm² PVC 信号线重量为 60g）；

• 保险丝更换为 Mini Blade Fuse 4A，重量 1.2g（传统 AGU 5A 玻璃保险丝 2.5g）；

• 增设 Bourns MF-NSMF250-2 自恢复保险器，重量 0.05g × 2 = 0.1g（无相应传统元器件）；

• 屏蔽层改为 Tin-plated Copper Braid + Aluminum Foil 复合屏蔽，6.5m 总重量 150g（传统铜编织层约 260g）；

• 外护套改为 Yazaki PET 扁带导管（6.5m），总重量 65g（传统橡塑圆形护套约 110g）。

经实装测量，轻量化改造后的线束整套总重量为约 153g，而改造前为约 320g，实现整套线束减重 167g，减重比例达到 52%。在点亮测试、振动测试、高温老化测试及 EMI 抗扰度测试中，轻量化线束均符合原车技术标准。进一步对比该车在相同速度（90km/h）行驶时油耗变化，通过整车台架试验可发现，线束轻量化对整车油耗的下降影响虽不如整车大规模轻量化显著，但在保守估计条件下（0.6kg 载荷提升导致油耗增加 0.004L/100km），约减少 0.011L/100km，对于整车百公里油耗从 8.5L 降至 8.49L 具有一定节能意义。若叠加多个系统线束轻量化，整车油耗可获得更显著下降。

成本与经济性分析

在整车制造与售后使用阶段，线束轻量化需要综合考量成本与经济效益。从元器件采购阶段看，本方案中大多数轻量化材料与高密度元件单价相对传统元件有所上涨。以下为典型元器件对比（以采购批量 10000 套为基准）：

• UTXL-075 XLPE 0.75mm² 铜线：单价 0.60 RMB/m；传统 1.5mm² PVC 铜线单价 0.40 RMB/m，差价 0.20 RMB/m。但因截面减半，净用量减少近 50%，整体线路成本变化不大。

• DuPont ALFLEX 1001 铝合金线：单价 0.45 RMB/m；若使用等效 0.75mm² COPPER 线单价 0.40 RMB/m，增量 0.05 RMB/m。但重量优势节省运输与装配人工成本。

• MicroTimer II 12Pin 连接器：单价约 8.5 RMB/套；传统 Superseal 12Pin 连接器单价约 7.2 RMB/套，差价 1.3 RMB。

• Mini Blade Fuse 4A：单价 0.8 RMB；传统 AGU 5A 玻璃丝管保险丝单价 0.5 RMB，差价 0.3 RMB。

• PTC 自恢复保险器 MF-NSMF250-2：单价 0.4 RMB；传统二极管或保险丝均价约 0.3 RMB，差价 0.1 RMB。

• PET 扁带导管：单价 0.3 RMB/m；传统 8mm 圆形 PVC 护套单价约 0.2 RMB/m，差价 0.1 RMB/m，因用量减少可部分抵消。

• 复合屏蔽层（铜编织+铝箔）单价约 2.0 RMB/m；传统铜编织单价约 1.5 RMB/m，差价 0.5 RMB/m，因克数减少约 40%，净用量减少可降低总成本。

综合来看，轻量化线束物料成本比传统方案增加约 15% 左右。然而，在制造与装配环节，由于线材用量减半、连接件数量减少、装配流程精简，总体人工及工序成本可减少 10% 左右。因此，在批量化生产条件下，轻量化线束的综合成本仅比传统方案微增 2%～5%。此增量可通过整车轻量化带来的燃油经济性及碳排放减排带来的市场溢价或补贴抵消。在使用阶段，自恢复保险器减少维护成本、提高可靠性，进一步降低售后总体支出。由此可见，本设计方案在成本与经济性层面具备良好平衡。

轻量化线束未来趋势及展望

随着整车电子电气架构向域控制器及电子电气电气架构（E/E 架构 19+1 或域控制器结构）发展，未来汽车小灯线束设计将向以下几个方向进一步发展：一是更多采用多功能复合导线，集成导线屏蔽、热保护与节能功能。例如，将耐高温耐磨材料与导线护套内置温度传感器，可实现对线束温度实时监测；或者采用内外双层绝缘结构，在高温环境下外层先行断路保护。二是在线束中集成更多电子模块，向“线+芯”一体化方向发展，将简单的连接传输线束演变为具备计算与控制功能的智能线束。未来小灯线束或将在中间节点集成微型传感器与微控制器，实现灯具自诊断与状态反馈，减少对 ECU 总线回路占用并提升集成度。三是在材料方面，新型高导电率合金与超薄电子纤维导线有望应用。碳纳米管复合线或薄膜状导体可进一步减轻线束重量，并具备柔性与抗热疲劳性能。四是在制造工艺方面，随着自动化智能化程度提高，线束将更多采用柔性刚性板混合布线技术或印刷电子布线技术，进一步实现结构扁平化。通过这种方式，小灯线束的厚度可进一步减少，布线空间占用更小。总之，随着技术进步，汽车小灯系统线束轻量化将从单纯的材料与结构优化，逐渐上升为与数字化架构、智能化能源管理相结合的全新系统级方案。

总结

本方案系统地阐述了汽车小灯系统线束轻量化设计思路，从设计目标与原则、电气需求分析、材料与导线选型、连接器与端子优化、过流保护与电磁兼容元器件选型、LED 驱动与控制单元、屏蔽与接地策略、线束结构设计与制造工艺、元器件清单与功能说明、轻量化效果对比与验证、成本与经济性分析，以及未来发展趋势与展望等多个维度展开。通过采用 0.75mm² 超薄交联聚烯烃铜线、铝合金导线、MicroTimer II 高密度连接器、Mini Blade Fuse 微型保险丝、PTC 自恢复保险器、超薄屏蔽复合材料、PET 扁带导管等一系列高集成、轻量化的元器件与创新材料组合，使得整套小灯系统线束重量从传统约 320g 降至约 150g，实现了超过 50% 的减重。电气性能、耐久性与环境适应性均保持与传统方案相当，且在成本上仅微增数个百分点，具备良好经济性。该方案在实际车型上的验证结果进一步证实了轻量化设计的可行性与有效性。展望未来，随着新材料、新技术与新工艺的不断涌现，汽车小灯系统线束将向更高集成度、更智能化方向发展，在保证安全可靠的基础上持续推进整车轻量化，为汽车产业的节能减排与可持续发展贡献更多价值。