电动自行车线路设计之浅谈
在日常工作中，我们中心经常接到用户来电，反映有关电动自行车线路导致的故障，主要表现为：电动自行车的线路时好时坏，致使车子时走时停；有的线路用线太细，一经使用线路发烫；有的布线极不合理，导致线路很容易损伤等等。这些故障隐蔽性强，不易查出，给用户带来很大困扰，甚至导致车辆自燃等恶性事故。面对这些问题，笔者仔细分析了其中的原由，主要是：线路选材不合理，线路布局不规范。
据悉，目前行业内尚未制定电动自行车线路的产品标准。虽然GB17761-1999《电动自行车通用技术条件》（以下简称GB17761-1999）中5.2.8.1条规定了“电器配线应与电流量相适应”，但由于缺少明确的要求和具体的检验方法，因此无法就此对电动自行车线路的质量进行判定，更无法指导企业对电动自行车线路进行合理规范的设计。笔者根据自身的工作经验，就如何合理规范地进行线路设计，提出分析解决方案与业内同仁探讨。
一、电动自行车线路介绍
1、电器线路是电动自行车的“大动脉”，通过这根动脉将蓄电池的电源输出给电机、控制系统、照明信号系统、辅助系统，驱动、控制车辆前行。组成这根动脉的元器件主要有导线、连接插件及辅助物品（如包裹胶带和波纹管等）。
2、电动自行车线束内的导线具有不同截面积，不同截面积的导线允许通过的电流值各不相同。一般来讲，蓄电池输出线、电机线、线束主干线、控制系统主供线（控制器电源输入线、供电机线）、电源锁、电池组连线多用1.5mm²以上导线；照明信号系统、组合开关多用0.5 mm²以上导线；刹车断电、霍尔转把及开关线（停车开关等）多用0.15 mm² 以上导线。
3、电动自行车线束分为主线束和支路线束，应按照电动自行车的系统配置分类。主线束分为蓄电池供电系统线束、电源开关线束、控制系统主供线束；分支线束分为照明信号线束、控制系统信号线束（刹车断电线束、霍尔转把线束、助力线束、无刷电机信号线束等）、组合开关线束等。照明信号系统线束可分为前灯、前转向灯、后灯、后转向灯、刹车灯、牌照灯等，线束与线束之间以及线束与电器部（元）件之间一般采用塑料插件连接。一般厂家多用插件的孔数不同来区分。整车主电路线束大多以控制器为中心，分别向车身前后延伸。
4、电动自行车线束的导线根据功能采用不同的颜色，导线的颜色又分为单色线和双色线，双色线上的颜色由主色和辅色构成，不同颜色的导线用于不同的用途，例如黑色（粗）导线多用于负极回路，红色（粗）导线多用于电源正极线。一些上规模的企业已对导线的颜色进行了统一（如：大灯座两线为正极白色，负极黑色），这是很有必要的。
二、 线路选材
1、线径截面积与载流量的匹配
在以上用户反映情况中就有一例，因线束中的主干线径较细无法承载大电流造成火烧车，我们分析了火烧车情况后，发现该车电路实际用主干线径截面积只有0.75 mm²，说明书上明示标注这款车过流值为15A±1A,但经过实测该车的实际过流量为16.8A。线径截面积与载流量明显不相匹配。
对于线路的载流量与导线截面积的匹配，我们通常依据汽车电工手册，参照表1：
截面积（mm²） 0.3 0.4 0.5 0.75 1 1.5 2 2.5
直径 （根/mm） 16/0.15 23/0.15 28/0.15 32/0.20 42/0.20 48/0.20 64/0.20 77/0.20
载流量 （A） 7 8.5 9.5 12.5 15 19 22 26
表1 导线瞬间载流量
因而我们在设计电路时首先要清楚电动车电气系统的正常工作电流及最大工作电流，然后从表1中选取对应的标称截面积线材，确保满足使用要求和线路安全。
2、接插件与载流量的匹配
线束设计中信号线对于电流与插件没有特别要求，但对于主线路如：电源供电线、电源输出线、电机输入线、控制系统主供线、照明信号系统的插件与电流的匹配，需要参照以下的标准参数来选用材料，同时还需考虑包括插件的材料、成份、含量、插件的通用性、统一化、标准化，以及实际环境与安装时需求相匹配的综合因素。
现给出表2供参照：
图示 型号 导线截面积mm² D W E L 材料厚度
DJ222-4A 0.5-0.8 - 11 8.5 20 0.4
DJ222-4B 1-1.5
DJ222-4C 2-2.5
DJ431-6A 0.5-0.8 6.5 9 13 24 0.5
DJ431-6B 1-1.5 0.6
DJ431-6C 2-2.5
DJ611-2.8-0.5A 0.5-0.8 - 2.8 12 21 0.5
DJ611-2.8-0.5B 1-1.5
表2 插件与电流关系
插件的选用若没有按照标准选材，有的会造成插件导流量过载，如：有的简易款车蓄电池前置式触点选用了垫片式连接件DJ431-6A，其连接导线的最大截面积为0.8 mm²，通过表（1）可得出DJ431-6A的最大导流量12.5A-15A之间，但实际上这款车的过流保护值为15A±1A，按这个数据显然DJ431-6A是满足不了需求的，应选用DJ431-6B以上标号的垫片式连接件。所以若没有按照标准选材的电路时间一长，插件就会被烧毁或氧化等，造成局部接触不良或断路现象，致使电动自行车无法正常工作，最后的现象就如上述用户反映的情况，车子时走时停。因而这类的电路软故障只有通过合理的选用材料，才能够避免类似的问题发生。
三、线路布局
解决了线路的导线截面积和接插件的匹配问题后，线路设计的合理与否还取决于线路的布局是否合理。一般来讲，线路布局应遵循以下原则：
（1）不应有电线裸露在外面，特别避免将主线束扎卡在整车的最低通过部位（见下图）。
（2）GB17761-1999中已明确规定了线路中接插件及接头的抗拉脱力必须达到10N（用10N的拉力给线路中接头处在不同方向上施力，无松脱现象则判合格，反之则判为不合格）。在电路设计中应该尽量减少接线头或焊点，同时还应保证其牢固度和抗拉脱能力。线路的设计应达到标准中规定的防雨及绝缘电阻不小于2MΩ的标准要求，同时布线时避免使导线经常处于受力状态。
（3）设计参数与选材应该达到标准参数值Kg 的1.1～ 1.3倍，设计选材的标准应符合或近似汽车主线的设计要求及选材标准，以此来提高线路的载流量的安全系数，同时也是为提高产品的整体质量，将降低主线故障率。
（4）电器线路上应该设计有保险熔断装置，且应位于主回路中；还应该设有方便骑行者直接操控的紧急切断驱动信号的开关（停车开关）。
（5）对无刷信号线屏蔽技术的应用（应对无刷电机信号线、控制系统信号电路进行屏蔽）。
四、结束语
通过以上分析，合理规范的为电路选材、走线设计是电动自行车产品质量的重要保障。在电动车行业飞速发展但标准化程度尚低的历史阶段，有关各方必须积极探讨线路设计等技术课题，统一线色和接插件型式，提高标准化程度，促进电动自行车产品质量的稳定和提高。