Wiring Harness​

What is a Wiring Harness​？

Constituye la solución de conectividad fundamental de los sistemas eléctricos modernos y consta de tres módulos funcionales básicos:

• Módulo de transmisión de energía:Utiliza conductores de varios calibres para el suministro de energía a varios niveles de potencia.
• Módulo de transmisión de señales:Implementa conductores blindados para señales de control y comunicación de datos.
• Módulo de protección estructural:Incorpora múltiples materiales de protección para garantizar la fiabilidad del sistema

1.Especificaciones técnicas de los componentes principales

1.1 Normas de selección de conductores

• Power conductors: 2-20mm² cross-section (automotive grade)
• Signal conductors: 0.22-0.5mm² fine-wire design
• Conductores para entornos especiales: Materiales resistentes a altas temperaturas y a la corrosión

1.2 Configuración del sistema de protección

• Protección básica: Cinta aislante de PVC (0,15-0,3 mm de grosor)
• Intermediate protection: Flame-retardant corrugated tubing (-40℃~125℃ operating temp)
• Advanced protection: Metal braided shielding (≥60dB EMI protection)

1.3 Sistemas de conexión

• Interfaces normalizadas: Serie USCAR-2/20
• Modular design: ≥50 mating cycles
• Sellado ambiental:Grado de protección IP67

2.Principios de diseño técnico

2.1 Diseño del rendimiento eléctrico

• Current capacity: Continuous current ≤60% of conductor rating
• Voltage drop control: Line drop ≤3% of nominal voltage
• Insulation performance: ≥20MΩ insulation resistance (500VDC test)

2.2 Requisitos de rendimiento mecánico

• Automotive grade: ≥1 million flex cycles (-40℃~85℃)
• Grado industrial: Resistencia a las vibraciones 10- 2000Hz a 15g
• Grado aeroespacial:Compatibilidad con entornos de vacío (10^-6Pa)

3.Parámetros típicos de aplicación

3.1 Sistemas de cableado del automóvil

• Operating temperature range: -40℃~125℃
• Resistencia al aceite: Sin degradación tras 240h de inmersión en aceite IRM903
• Minimum bend radius: ≥5× conductor diameter

3.2 Arneses para equipos industriales

• Grado de inflamabilidad: UL94 V-0
• Tensile strength: ≥50N/mm²
• Protección EMI:Par trenzado + apantallamiento de papel de aluminio

4.Fundamentos del control de calidad

• Pruebas de continuidad:Inspección al 100
• Pruebas de aislamiento:1500VAC/1min de resistencia
• Environmental testing: 100 temperature cycles (-40℃~125℃)

¿Qué hace un mazo de cables?

Los mazos de cables se utilizan mucho en electrónica, automoción, aeroespacial y otros sectores en los que los circuitos complejos requieren la integración de varios hilos o cables.Al agrupar y organizar estas conexiones, los mazos de cables garantizan sistemas eléctricos compactos, ordenados y eficientes.

Funciones clave de un mazo de cables

Protección de cables:Las fundas y los materiales aislantes protegen los cables de riesgos ambientales como la humedad, los productos químicos y la abrasión.
Gestión de cables:Los arneses consolidan los cables en disposiciones estructuradas, minimizando el desorden y simplificando la instalación o el mantenimiento.
Transmisión de señales:Sirven como vías para las señales eléctricas entre los componentes, permitiendo la comunicación y el control del sistema.
Distribución de energía:Los arneses suministran electricidad desde las fuentes de energía a los dispositivos, satisfaciendo las demandas de energía en todo el sistema.

Consideraciones sobre diseño y fabricación

Los mazos de cables deben cumplir las especificaciones eléctricas (por ejemplo, tensión, corriente, temperatura) y seleccionar los cables, conectores y aislamientos adecuados en función de los requisitos de la aplicación.Su fiabilidad es fundamental para el rendimiento del sistema, por lo que es necesario un estricto control de calidad y pruebas durante la producción.

¿Cómo funcionan los mazos de cables?

Un mazo de cables es un conjunto integrado de cables o hilos diseñados para transmitir energía y señales.Su funcionamiento implica procesos de diseño, fabricación y pruebas, aprovechando sistemas automatizados o semiautomatizados para garantizar conexiones eléctricas eficientes y precisas.

1. Diseño y humedad; Análisis de parámetros

• Maquetación: En función de la aplicación (automoción, aeroespacial, etc.), se determinan la estructura, las dimensiones y los materiales. Por ejemplo, los arneses de automoción deben tener en cuenta las distintas cargas de corriente (ciclos de trabajo continuos frente a intermitentes).
• Simulación: El software CAD optimiza el trazado de los cables para evitar interferencias electromagnéticas o tensiones mecánicas.
• Prueba de compatibilidad: Los diseños deben ajustarse a las normas de ensayo (por ejemplo, continuidad, resistencia del aislamiento, rigidez dieléctrica).

2.Fabricación automatizada

• Cortar & Decapar: Las máquinas automatizadas cortan con precisión los cables y pelan el aislamiento para obtener terminaciones uniformes.
• Engarce y fijación; Montaje: Las prensas o insertadores no estándar fijan los terminales, con estañado opcional para mejorar la conductividad.
• Producción flexible: La automatización personalizada permite una rápida reconfiguración para pedidos de lotes pequeños.

3.Pruebas y control de calidad

• Prueba de continuidadComprobación de circuitos abiertos/cortos en baja tensión.
• Prueba de resistencia de 4 hilos: Elimina los errores de resistencia de contacto para obtener mediciones precisas.
• Prueba Hi-Pot: High-voltage verification of insulation integrity (e.g., 500V–1000V).

4.Requisitos específicos del sector

• Automoción: Debe soportar temperaturas/vibraciones extremas y manejar cargas dinámicas (por ejemplo, desempañadores frente a sistemas de aire acondicionado).
• AeroespacialExige una fiabilidad de cero defectos, lo que a menudo requiere sistemas de prueba automatizados (por ejemplo, probadores de arneses ATE).

Aplicación de mazos de cables en placas de circuito impreso

Los mazos de cables son componentes de interconexión esenciales en los sistemas de placas de circuito impreso, con aplicaciones clave en las siguientes áreas:

1. Diseño del sistema de conectores

En el diseño de placas de circuito impreso, los conectores de mazos de cables son esenciales para la conectividad modular. El proceso de diseño incluye:

• Selección y colocación de conectores: Elección de los modelos de conectores adecuados en función del tipo de señal y la carga de corriente
• Configuración de la red de arneses: Definición de la topología del arnés y las rutas de señal mediante software CAD
• Normalización de interfaces: Implantación de diseños uniformes de entrada de arneses para garantizar la compatibilidad y la mantenibilidad.

2.Selección del tipo de arnés

Se utilizan tres soluciones principales de arneses en función de los requisitos de la aplicación:

• Arneses de punto a punto: Estructura sencilla y fiable, ideal para la integración multicable de trayecto fijo
• Arneses ramificados: Permite el enrutamiento multidireccional desde una única interfaz, optimizando la utilización del espacio.
• FPC Flexible Arneses: Diseño ultrafino, especialmente adecuado para instalaciones de alta densidad

3.Procesos de tratamiento de protección

Las avanzadas tecnologías de protección garantizan la fiabilidad de las placas de circuito impreso en entornos difíciles:

• PUR 1680 Compuesto de encapsulado de dos componentes:
• Métodos de curado: Admite tanto el curado a temperatura ambiente como el activado por calor.
• Características de rendimiento:Excelente resistencia química y protección contra la humedad
• Propiedades mecánicas:Mantiene una elasticidad óptima para aliviar la tensión térmica.

4.Control del proceso de soldadura

La soldadura de arneses es un PCBA fase de fabricación que requiere un estricto control de calidad:

• Modos habituales de fallo:
• Selección incorrecta del cable
• Defectos en el proceso de montaje
• Cobertura de pruebas inadecuada
• Medidas de garantía de calidad:
• Aplicación de protocolos de inspección de entrada
• Establecimiento de procedimientos operativos normalizados
• Desarrollo de programas completos de pruebas funcionales

Recomendaciones de aplicación

Para aplicaciones de ingeniería, recomendamos:

1. Verificación exhaustiva de la simulación durante las fases de diseño
2. Selección de componentes de arneses certificados
3. Implantar sistemas completos de trazabilidad de la calidad
4. Características de diseño que facilitan el mantenimiento

Diferencias fundamentales entre arneses y cables estándar

Comparación estructural

• Cables estándar:
  ▶ Single-layer insulation
  ▶ Single-conductor transmission
  ▶ Standard length supply
• Sistemas de mazos de cables:
  ▶ Multi-layer protection (insulation + braiding + sheathing)
  ▶ Multifunctional integration (power + signal + data transmission)
  ▶ Custom topology design

Evolución funcional
Los arneses modernos han evolucionado desde la simple transmisión de potencia hasta:

1. Portadores inteligentes de distribución de energía
2. Medios de comunicación de datos (por ejemplo, mazos de cables Ethernet para automóviles)
3. Interfaces de diagnóstico del sistema (con circuitos integrados de detección de fallos)

Diferencias de aplicación

• Cables tradicionales: Aplicaciones básicas como circuitos de iluminación
• Sistemas de arneses:
  ▶ EV powertrain systems
  ▶ Industrial robot motion control
  ▶ Aircraft avionics interconnections

Aplicaciones y ventajas técnicas de los mazos de cables

Campos de aplicación y escenarios típicos

1. Industria del automóvil

• Actúa como sistema de red neuronal del vehículo, permitiendo una interconexión eficaz entre ECU, sensores y actuadores.
• Aplicaciones clave:
  • High-voltage harnesses for NEVs (withstand 600V rating)
  • Advanced driver-assistance system (ADAS) sensor harnesses

1. Aeroespacial

• Utiliza arneses de alta fiabilidad conformes con MIL-STD-202G
• Aplicaciones críticas:
  • Flight control system harnesses
  • Avionics interconnection harnesses

1. Automatización industrial

• Solución: Los arneses modulares permiten un rápido despliegue del PLC al dispositivo de campo
• Caso representativo:Arneses de articulaciones robóticas (>500.000 ciclos de flexión)

1. Electrónica de consumo

• Aplicaciones del arnés Micro FPC en smartphones y wearables

Principales ventajas competitivas

Ventaja	Especificaciones técnicas	Beneficio para la industria
Eficacia de la instalación	El premontaje ahorra un 70% de horas de mano de obra	35% de aumento de la eficacia de la línea de producción
Fiabilidad del sistema	Grado de impermeabilidad IP67	Reducción del 40% de los fallos en garantía
Utilización del espacio	Densidad de cableado 3 veces mayor	Reducción del tamaño de los equipos en un 25
Mantenimiento	Diseño modular de desconexión rápida	60% menos de tiempo de mantenimiento