汽车线束革命：从冗长到简化的效率变革

通常，家用汽车的长度不超过5米，宽度大约1.5米。

就在这紧凑的空间内，汽车线束的长度却可能达到5公里，能够环绕车身384圈。

为什么汽车需要如此长的线束？

减少线束长度，对汽车工业有何重要意义？

让我们深入探讨汽车工业的线束革命。

01 线束有多长

如果将汽车比喻为人体，那么发动机是心脏，车架是骨骼，轮胎是双脚。

正如人体需要神经和血管连接心脏与四肢，汽车的各个部件也依赖电线和管道进行连接。

线束，就是汽车的神经与血管系统。

在汽车运行中，车主发出的每一个功能指令，都通过线束传递。

仅燃油车的发动机舱内，线束长度就达5米到8米。

这些线束连接发动机的各类传感器和执行器，如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、喷油嘴、点火线圈等，同时为发电机、起动机等设备供电和传输信号。

发动机舱内的线束

例如，线束将汽车电池与起动机连接，当驾驶员转动点火钥匙时，电流通过线束传输到起动机，从而启动发动机。

与传统燃油车相比，电动汽车拥有复杂且精密的高压零部件和高压插接件。

这些电气部件的正常运作，同样离不开大量的高压线束。

电力供应、信号传输、功能集成，都依赖于线束，线束虽不起眼，却直接影响汽车的性能与安全。

可谓，牵一发而动全身。

这些线束在车内纵横交错，长度短则3公里，长则5公里。

过长的线束给汽车的生产、使用和维护带来诸多挑战。

大多数线束需要人工安装，涉及对接、穿孔、布线等环节。

线束增多和加长，会提高安装难度和时间，降低生产效率，增加成本。

驾驶舱里的线束

一旦损坏，维护和更新也相当麻烦。

线束过长会导致布局复杂，线束拥挤不利于散热，并可能引发信号干扰。

多一条线束，往往意味着多两个连接点，增加连接头松动的风险。

反之，减少线束则益处良多。

不仅能降低生产维护的难度和成本，还有助于减轻车身重量，提升能效和性能。

切勿小视线束，它占整车重量的3%到5%。

2023年全球汽车产量达9355万辆，即使每辆车减重1%，累计减重也极为可观。

汽车行业迫切需要一场线束革命。

02 特斯拉的探索

要发动线束革命，首先需明白汽车线束为何如此之长。

一方面，汽车功能、布局和结构复杂。

汽车堪称最复杂的民用工业品之一，集成了众多设备。

一辆汽车的零部件数量可达2万至3万个。

连接如此多的零部件，必然需要大量线束。

汽车内部空间是复杂的三维结构，为满足防火或隐藏需求，许多线束需绕行，增加了实际长度。

出于冗余和可扩展设计，厂商布线时常留有余量，进一步加长了线束。

另一方面，标准化程度低。

线束与线束、线束与电器部件之间的连接通常使用连接器。

行业内连接器种类繁多，规格不一，类型超过200种，标准化程度低。

由于缺乏统一标准，不同线束需配不同连接器，甚至线束需设计更多分支和转接部分，增加布线步骤和复杂度。

基于以上分析，减少线束的基础在于优化汽车架构。

在传统汽车中，每个电路相对独立，大量电子元件需通过复杂线束连接和通信。

特斯拉推动电子电气架构向集中式转变，重新划分域控制器，将原有车身、底盘、安全系统等整合为前部车身模块、左侧车身模块、右侧车身模块和车载电脑四大模块。

特斯拉集中式电子电气架构

特斯拉采用模块化设计，将线束集成到带控制器的子组件中。汽车组装时，只需连接这些子部件和子系统，即可完成布线。

例如，传统架构下，四个车门的门锁、照明、音频等控制线束需远距离连接至总控制中心；现在，只需就近集中到两侧车身控制模块。

这种就近控制思路，大幅减少了线束用量。

同时，特斯拉通过技术创新，将200多种不同接口的连接器简化为6种标准接口。

特斯拉连接器接口

这些接口满足90%以上的供电和信号传输需求，显著降低生产故障率和成本，提高效率。

传统分布式架构车型的线束最长5000米，常见家用车型约3000米。

特斯拉采用域控制架构后，Model 3线束长度减至1.5千米。

2022年，Cybertruck推出时，线束总量减少77%，总长不足1公里。

特斯拉并未止步，未来目标是线束减少到100米。

线束和电子连接器行业仍是汽车行业自动化程度最低、标准化程度最低的领域之一。

一旦降至100米，汽车自动化生产的障碍将被消除。

从5公里到100米，这不仅是一场线束革命，更是效率革命。

03 统一行业标准

除特斯拉外，其他车企也在探索线束改良方法。

2023年，零跑汽车发布了“四叶草”中央集成式电子电气架构（LEAP3.0）。

零跑“四叶草”架构将汽车中分散的多个“大脑”整合为一个大脑，通过1颗SOC芯片和1颗MCU芯片实现中央超算，系统化融合座舱域、智驾域、动力域、车身域，实现一个超算平台控制15个模块。

零跑“四叶草”架构

零跑“四叶草”架构通过极致集成，将线束总长缩减至1.5千米以内，重量仅23千克，较域控式减重15千克。

理想汽车申请了车辆通信装置专利，通过将载波模块和控制模块一体设置，并复用控制模块的微控制单元，减少控制模块间通信线的线束，降低整车线束部署复杂度。

比亚迪通过优化高压系统架构，减少接插件和高压线缆使用量。

由此可见，行业不缺改良线束的方法，缺的是统一标准。

如果每家车企都推出自己的线束解决方案，虽是一种创新，但会导致市场标准混乱，不利于大规模生产和协同创新。

正因如此，特斯拉公司副总裁陶琳曾在微博表示，特斯拉已在官网公布车辆电子线束接口设计方案，并邀请更多设备供应商和车企共同推动车辆电子连接器统一标准，加速线束行业降本增效。

陶琳微博

线束如此，换电亦如此。

当前换电领域尚未形成统一行业标准。

不同车企和换电运营企业采用不同技术方案和标准，电池尺寸和结构多样，导致换电站难以适配多种车型，增加运营成本，降低效率。

作为充换电基础设施最多的车企，蔚来不仅投入构建“可充可换可升级”的全场景能源服务，在全国部署换电站超2800座，还积极推动行业标准统一。

一方面，蔚来加强与一汽、广汽、长安、吉利、奇瑞等主流车企，以及南方电网等能源机构合作，打破品牌壁垒，使换电服务覆盖更多车型，共同建立统一的可充可换电池标准体系。

另一方面，蔚来参与国家能源局《电动汽车换电安全要求》和《电动乘用车共享换电站建设规范》团体标准制定，凭借技术积累和实践经验，推动换电标准化。

中国新能源汽车产业需要的不仅是线束革命或换电革命，更是标准革命。

我们常说，中国一进场，就能把高端产品价格“打下来”。

中国制造之所以成本低，除劳动力成本外，更因产业链齐全和大规模生产带来的规模经济效应。

大规模生产的前提是标准统一。

标准统一不仅能提高行业产品质量和安全性，更能简化供应链，促进大规模生产，实现全行业降本增效。

2023年，我国新能源汽车产销量分别达958.7万辆和949.5万辆。

从2014年的7.8万辆到2023年超950万辆，短短十年，中国新能源汽车产业实现了跨越式发展。

下一个十年，统一行业标准，中国新能源汽车产业才有实力“闯天下”。