汽车线束革命：从5公里到100米

通常，家用汽车的车身长度控制在5米以内，宽度则大约为1.5米。

但令人惊讶的是，在这个看似紧凑的空间内，布满了总长度可达5公里的线束，足以环绕汽车384圈。

为什么汽车需要如此长的线束？

缩短线束长度对于汽车工业有何重要意义？

今天，我们就来探讨汽车工业正在经历的线束革命。

01 线束有多长

如果将汽车比作人体，那么发动机就是心脏，车架是骨骼，轮胎则是脚。

正如人体的心脏与四肢需要通过神经和血管相连，汽车的各个部件也依赖各种电线和管道进行连接。

线束，正是汽车的神经与血管。

在汽车运行中，车主发出的每一个功能指令，都必须通过线束来传递。

仅燃油车的发动机舱内，就分布着长达5米到8米的线束。

这些线束连接着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。

发动机舱内的线束布局

例如，线束将汽车电池与起动机连接起来，当驾驶员转动点火钥匙时，电流通过线束传递到起动机，使发动机顺利启动。

与传统燃油车不同，电动汽车中包含了大量复杂且精密的高压零部件和高压插接件。

这些高压电气部件的正常运转，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，它看似不起眼，却直接影响汽车的性能与安全。

可谓牵一发而动全身。

这些线束在汽车中纵横交错，总长度短则3公里，长则5公里。

如此长的线束给汽车的生产、使用与维护带来了诸多困扰。

大部分线束只能依靠人工安装，需要经过对接、穿孔、布线等多个环节。

线束数量多、长度长，不仅增加了安装难度和时间，也拉低了生产效率，推高了生产成本。

驾驶舱内的线束布置

一旦线束损坏，维护更新也相当麻烦。

线束过长会使线路布局更复杂，线束过多拥挤在一起，既不利于散热，也可能引发信号干扰。

每增加一条线束，往往意味着多出两个连接点，也就多一分接头松动的风险。

反过来看，如果能减少线束，好处显而易见。

既能降低汽车生产与维护的难度和成本，又有助于减轻车身重量，提升能效和性能。

千万别小看线束，它约占整车重量的3%-5%。

2023年全球汽车产量高达9355万辆，即便每辆车减重1%，累积的减重效果也相当惊人。

汽车行业，迫切需要一场线束革命。

02 特斯拉的探索

要掀起线束革命，首先得弄清楚线束为何如此之长。

一方面，汽车的功能、布局和结构极为复杂。

汽车堪称最复杂的民用工业品之一，集成了成千上万种设备。

一辆汽车的零部件多达2万至3万个。

要将这些零部件连接起来，自然需要大量线束。

汽车内部空间是三维立体结构，为满足防火、隐藏等需求，许多线束不得不“绕路”而行，这进一步增加了实际长度。

此外，出于冗余和可扩展性考虑，厂商在布置线束时往往会预留余量，这也拉长了线束总长。

另一方面，标准化程度低也是关键因素。

线束与线束、线束与电器部件之间通常采用连接器连接。

行业内连接器种类繁多，规格不一，类型多达200余种，标准化水平极低。

由于缺乏统一标准，不同线束需配备不同连接器，甚至需要设计更多分支和转接部分，使布线步骤和复杂度大增。

由此可见，减少线束的基础在于优化汽车架构。

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通信。

特斯拉率先推动电子电气架构向集中式转变，并重新划分域控制器，将车身、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示意图

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

举例来说，传统架构下，四个车门的门锁、照明、音频等控制线束需“长途跋涉”连接到总控制中心；而现在，它们只需“就近”接入两侧车身的控制模块。

这种就近控制思路大大减少了线束用量。

与此同时，特斯拉通过技术创新，将200多种连接器简化为6种标准接口。

特斯拉连接器接口标准

这些接口能满足90%以上的供电和信号传输需求，大幅降低了生产故障率和成本，提高了生产效率。

传统分布式架构车型的线束最长可达5000米，常见家用车型线束长度约3000米。

特斯拉采用域控制架构后，Model 3的线束长度减少至1.5千米。

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

特斯拉并未止步，未来目标是将线束减少到100米。

线束和电子连接器行业仍是汽车行业中自动化程度最低、标准化统一程度最低的领域之一。

一旦线束缩短至100米，汽车自动化生产的障碍将被扫除。

从5公里到100米，这不仅是线束革命，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案。

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”架构将分散的多个“大脑”整合为一个，通过1颗SOC（系统级芯片）加1颗MCU芯片（微控制器芯片）实现中央超算，系统化融合座舱域、智驾域、动力域、车身域四个单元，实现一个超算平台植入15个模块。

零跑“四叶草”架构图示

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，减少控制模块之间的通信线束，降低整车线束部署复杂度。

比亚迪则通过优化高压系统架构，减少接插件和高压线缆的使用量。

由此可见，行业不缺线束改良的方法，缺的是统一的标准。

如果每家车企都推出自己的线束解决方案，虽属创新，却会导致市场线束标准和产品混乱，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发文表示，特斯拉已在其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。

陶琳微博截图

线束如此，换电亦如此。

当前换电领域尚未形成统一的行业标准。

不同车企及换电运营企业采用各异的技术方案和标准，电池尺寸和结构五花八门，导致换电站难以适配多种车型，增加运营成本，降低运营效率。

作为充换电基础设施建设最多的车企，蔚来不仅投入大量精力构建“可充可换可升级”全场景能源服务，在全国部署换电站超过2800座，还以实际行动推动行业标准统一。

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，使换电服务能在更多车型上实现，共同推动建立统一的可充可换电池标准体系。

另一方面，蔚来积极参与国家能源局《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》团体标准的制定，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是简单的线束革命或换电革命，而是标准革命。

我们常说，中国一进场，就能把某个产品的高昂价格“打下来”。

中国制造之所以便宜，除了劳动力成本低，更关键的是产业链齐全、大规模生产带来的规模经济效应。

大规模生产的前提，正是标准统一。

标准统一不仅能提高产品质量和安全性，更重要的是能简化供应链，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年超过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底气“打天下”。