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淺析汽車線束安全試驗

文檔作者：陶瑩汪振興孫豐超文檔來源：安徽江淮汽車集團股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月08日
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???。汽車實用技術2017年第l期
鋇9試白!c{鹼AuToMoBlLE APPLIED TEcl{NoLoGY iii÷‘雨167r
10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．02．056
淺析汽車線束安全試驗
陶瑩，汪振興，孫豐超
(安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽合肥230601)
摘要：整車線束安全試驗即為通過對整車線束回路在電器件各種運行工況下的電壓、電流測試，實踐校核整車線
束、電器件的匹配合理性及安全性，避免因設計計算遺漏及特殊工況下電器件的性能偏差行為導致的線路故障、失
火風險及電器功能失真。整車線束負載安全試驗主要包含：單負載試驗，全負載試驗，短路試驗，靜態(tài)電流測試。
關鍵詞：線束匹配；電氣安全；單負載試驗；全負載試驗；短路試驗；靜態(tài)電流測試
中圖分類號：U463．62 文獻標識碼：A文章編號：1 671—7988(201 7)02—1 64一04
Automotive wiring harness is analysed safb鑼test
Tao Ying，W抽g壓enxing，SuIl Fengchao
(Anhui Jianglmai Automobile Co．，Ltd．，Anhui Hefei 230601)
Abstract：Hamess safety test Vehicle is tlle Vehicle wiring h鋤ess 100p through a varie哆of operating conditions in me
elec仃ical components ofVoltage，cun．ent testing，practice checl(ing協(xié)e Vehicle、)lriring harness，electrical pans鋤d safety ofa
reason a_ble match to aVoid design calculations aIld special conditions missing pieces of me perfomlaIlce of tlle deviant
behavior of electrical 1ines leadiIlg to failure，the risk of fire aIld elec仃ical缸lction of distortion．H鋤ess sa6蚵test vehicle
load consists mamly of．a(chǎn) smgIe load test，如ll load test，short-circuit teSt，static current testillg．
Keywords：Harn船s match；electrical safb鑼；a single load test；fuU load test；short-circuit test；static cun．ent testing
CLC NO．：U463．62 DocuInent Code：A ArticIe ID：167l-7988(2017)02-164-04
刖舌
隨著電氣電子技術在整車上的廣泛應用，汽車電氣也越
來越受到整車廠及廣大消費者的關注與重視。而隨著整車電
氣模塊的越來越多，對整車線束也提出了更高的要求，線束
回路越來越多，線束系統(tǒng)也越來越復雜。在設計匹配整車線
束時，不僅要充分計算校核各回路導線、保險、開關及電器
件的匹配情況，還需詳細完備的通過試驗測試每個線束回路
工作狀況，檢驗整車線束匹配的合理性及安全性。線束回路
設計的不夠合理，輕則導致電器件功能失效或故障影響功能
使用甚至行車安全，重則因電器件或線路的燒蝕而引起整車
失火。
作者簡介：陶瑩(1990一)，女，助理工程師。就職于安徽江淮汽車
集團股份有限公司技術中心商用車研究院，主要從事汽車線柬方面
的研究。
整車線束安全試驗即為通過對整車線束回路在電器件各
種運行工況下的電壓、電流測試，實踐校核整車線束、電器
件的匹配合理性及安全性，避免因設計計算遺漏及特殊工況
下電器件的性能偏差行為導致的線路故障、失火風險及電器
功能失真。整車線束負載安全試驗主要包含：單負載試驗，
全負載試驗，短路試驗，靜態(tài)電流測試。
1、試驗方案
試驗前首先須對整車進行車輛驗收，須詳細檢驗整車各
項電氣功能的實現(xiàn)情況，并做好記錄，避免因電器功能失效
或錯誤而影響試驗的進行。同時須記錄整車各電器件的功率
及負載特性情況，以明確試驗的目的，避免試驗操作錯誤影
響試驗數(shù)據(jù)的準確性和有效性。某車型電氣參數(shù)統(tǒng)計如表1
所示：
萬方數(shù)據(jù)
165 汽車實用技術2017年第2期
表1整車電氣參數(shù)表
試驗
編號
負載功能描述咆氣參數(shù)各注
1 蓋電1也11V，70l_^H
士燈r遠光+近_；I亡一：吼t+55，}2=27j)W
前露坷5姆2=1l蜊
后耍{T ：1{2=4刪
礞±T聞謗+T+中而t丁+后幣燈、lHl呻110：3側(cè)
6 前位}T 瞞2=1㈣
7 后位燈靜2=i涮
8 牌照{(diào)『姆2：l淵
9 餐響冪繞(’cD機+編聲囂) 14測
lO 雨舌，l電機?淵
11 i由水分離加熱囂28洲肇曲車
12 凼工*車抽甭矗；^ 茂曲車
13 享調(diào)壓縮機3．5^
14 冷糖囂風肥19^
15 散熱囂吼扇ll嚏
lR 鼓風機18^
17 岳空謂冪境16主
!S 酣轉(zhuǎn)問tT 曩}乒《刪
1_ 側(cè)轉(zhuǎn)向}1 li'毫2=l蜊
：0 后轉(zhuǎn)同}T ：l{：=4涮
2I 制動{丁2j$擘《淵
蔫位制盂j]蝦0
20 留車’I 2l{2=q捌
24 車車膏審機l{A 氍性開伴
此外，試驗前還需按線柬回路表確定試驗項目，將需要
測試的電源回路及信號回路統(tǒng)計錄入表格，明確試驗項目。
表2是某車型部分測試項目
表2測試項目統(tǒng)計表豇瓣Ⅱ盈t險l 描造岫’ |載I孵
—峰黧斗——+—卜11《戮慚+I舊出la一刪??ll”v，l1
●
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引
．．一：一
1．1試驗設備
試驗設備內(nèi)含：300A直流電源，800A直流電源，示波
器，萬用表，電壓探頭，電流探頭，溫度探頭，數(shù)據(jù)采集卡，
數(shù)據(jù)采集器，工控電腦，短路器，負載模塊。通過以上設備，
可測量插件、保險盒最大耐電流、電壓降，線束短路保險、
線路最大耐電流，保險回路短路時的瞬間電流、負載狀況等
數(shù)據(jù)，為驗證計算校核提供數(shù)據(jù)支持。
1．2試驗方法
1．2．1單負載試驗
單負載特性試驗是通過測量單獨負載在不同的工作狀態(tài)
時(啟動時，正常穩(wěn)定工作時及電動機負載在堵轉(zhuǎn)時)的電
壓電流，以描述負載的動態(tài)及穩(wěn)態(tài)特性，并確認負載正常工
作的工作電壓。這一試驗需要一個電源供應裝置，此裝置需
與蓄電池并聯(lián)并提供一個等效于發(fā)電機輸出的一個伏值為
14．5±O．2V的電壓(12V電源系統(tǒng)。24V系統(tǒng)則等效輸出28
±o．2V電壓)。圖1描述了單負載特性試驗測量的電路連接
方法。一般需測試用電器的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)工作狀況，如用電器
是電機類負載，還需測試堵轉(zhuǎn)工況下的電器狀態(tài)。
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圖1 單負載測試電路圖
1．2．2全負載試驗
在整車線束匹配中，由于用用電器電源較多，電器盒受
空間等限制，很難實現(xiàn)每一個電源回路都匹配獨立保險保護，
實車中往往會多個用電器共用電源保險，這里就涉及到全負
載試驗。全負載試驗即測試單一保險下的所有用電器總電流、
電壓在各工況下的狀態(tài)表現(xiàn)(特指單一保險下掛多回路電源
情況)。其操作和單負載試驗基本一致，電路接線圖如圖2
所示：
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圖2全負載試驗接線圖
1．2．3短路試驗
短路試驗的評價參數(shù)定義為平均的短路電流值和電路保
護裝置開放的時間。這一試驗需要一個直流電源供應裝置，
此裝置需與蓄電池并聯(lián)并提供一個等效于發(fā)電機輸出的一個
伏值為12．75±0．2V的電壓(24V系統(tǒng)則等效輸出25．5±0．2v
電壓)。此外，在短路的過程中，線路不能有損壞。圖3描述
了短路特性試驗測量的電路連接方法。
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幽3短路試驗接線圖
1．2．4靜態(tài)電流試驗
靜態(tài)電流定義為關閉車輛上全部開關狀態(tài)下(即在汽車
不在工作狀態(tài)，點火開關關閉，所有電子模板在睡眠狀態(tài)下)
蓄電池的供出電流。靜態(tài)電流的測量需要一個充滿電的蓄電
池。圖4描述了靜態(tài)電流測量的電路連接方法。對于整車靜
態(tài)電流的測量，探針需要移動到整車蓄電池的高電位上。
萬方數(shù)據(jù)
2017年第2期陶瑩等：淺析汽車線束安全試驗166
知哪擘丑莎0? ●8謝Tery {k——》●t。，’ ntharlI^-^t
卜一瞪翌——■oev舊sw№n ／
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圖4靜態(tài)電流測試接線圖
2、試驗結果及數(shù)據(jù)應用
2．1單負載試驗結果
單負載試驗通過測試采集獨立負載的在瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)及堵
轉(zhuǎn)(特指電機類負載)狀態(tài)下的工作電壓、電流，可以為設
計提供以下信息和數(shù)據(jù)：
負載實際工作電壓范圍；
負載功能實現(xiàn)狀況；
負載對系統(tǒng)的影響；
回路導線、保險、繼電器、開關匹配選擇的安全性、合
理性。
例如，測得某車型后霧燈工作特性如下圖所示：
置lll羹譬。i：．|羔i臻曩緩_．．蠹j．．蔓．i．i囊．．；蠢≮l
}¨，≯’y曩譬j?！衘一?一?}{}譽j
i臣道lz電流
最大值；14．40^
謹逼2。電壓
最大值：14”v
圖6壓縮機穩(wěn)態(tài)曲線
鞣積甄——～
{豁。警，。
圖6左后霧燈穩(wěn)態(tài)曲線
2．2全負載試驗結果
全負載試驗即為測試采集某一線路保護元件(保險、易
熔線等)下掛的所有負載在各工況下所表現(xiàn)出來總特性。全
負載特性曲線同樣包含瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)、堵轉(zhuǎn)(電機類)三種狀
態(tài)曲線。全負載主要為驗證線路保護元件、開關及繼電器匹
配的合理性作用。下圖是后霧燈保險全負載特性曲線，該保
險容量10A，下掛左后霧燈、右后霧燈兩個負載。
最太值：23．4弛
通1堇2；電壓
最大值：lq 57v
圖7后霧燈全負載瞬態(tài)特性曲線
平均值．3 7軋
逕遘2t電醫(yī)
罕端值。11}∞
幽8后霧Ⅸ】全負載穩(wěn)態(tài)特’|生曲線
2．3短路試驗結果
短路測試的數(shù)據(jù)主要為短路電壓、短路電流、熔斷時間。
設計可根據(jù)此數(shù)據(jù)對線路的保護結果進行明確的判斷，檢驗
線路保護設計的合理性。試驗車型的后霧燈短路特性曲線圖
9所示：
最太值：40．77^
△t：109日8瞻
遘遘2；電壓
最大值，11．Oev
圖9左后霧灼短路特性曲線
2．4靜態(tài)電流試驗結果
靜態(tài)電流又稱暗電流，該參數(shù)主要作用為計算整車靜置
時間，防止因車輛長時停放而導致電池虧電車輛無法啟動。
試驗測得該試驗車型靜態(tài)電流為20mA。通常設計之初都會
對整車各模塊靜態(tài)電流進行分配與限制，如果試驗測得整車
靜態(tài)電流超過設計目標，則需測量各模塊靜態(tài)電流，確認整
改方案。
萬方數(shù)據(jù)
167 汽車實用技術2017年第2期
2．5試驗數(shù)據(jù)應用
下面以后霧燈回路為例，簡單介紹一下試驗數(shù)據(jù)的應用
及設計驗證方法。
在圖6左后霧燈單負載瞬態(tài)曲線中，我們可知左后霧燈
回路的沖擊電流為14．40A。我們可以依據(jù)此數(shù)據(jù)對左后霧燈
燈泡進行模擬脈沖試驗，測試其耐久性。同時，我們也可根
據(jù)瞬態(tài)曲線計算出該沖擊電流與保險的相對12t，由相對12t的
比率，可查保險能承受此脈沖電流的沖擊次數(shù)，亦即保險在
此沖擊電流下的耐久次數(shù)。如圖10，當某電器沖擊電流的相
對12t為41％時，可查得保險耐沖擊次數(shù)為4500次。蠶”∞∞∞∞∞∞∞㈤*Fh——0L—+———一——一———一——4——一—+■斗?一一—．一—4—+一—-一}一+
∞1二?一卜k一—一———+一—一卜——■斗一
∞5∞2卜———————————+一
∞ }-一一一一+一一叫一驤霞△，∞O卜————斗—_十芑w卜一一1一一—十
童E；*}薔_一囂F—二—}習十二二一1車#一}：'t—}-}-一--?----～-?·---—·1—一--}·-一?—-J-一·_—+--}--一一----L
圖10相對12t曲線
瞬態(tài)曲線的詳細應用計算可參照《美國力特保險絲產(chǎn)品
介紹和選用培訓》一文，此文不再詳細介紹。針對電機類帶
浪涌電流的負載，必須采用此種方法計算校核保險的選用，
不能簡單的應用功率數(shù)據(jù)來計算保險匹配，負載特性曲線的
測量必不可少，本文不再舉例。
穩(wěn)態(tài)曲線一般是作為保險、導線校核用，首先可根據(jù)穩(wěn)
態(tài)電流與額定電流的比較判斷電器件的負載狀況，判斷在整
車上該電器件是否處在合適的工作范圍。根據(jù)穩(wěn)態(tài)電流，需
要對整車保險、導線、開關、繼電器選擇進行一次重新校核。
首先根據(jù)此參數(shù)判斷繼電器開關的觸點容量是否滿足實際使
用要求，然后結合環(huán)境溫度系數(shù)、電線允許電流、電線發(fā)煙
時間、保險短時熔斷電流等參數(shù)進行回路的再次驗證計算。
具體的導線、保險匹配計算方法本文也不再贅述，各整車廠
都有詳細的計算校核方法。
短路曲線的應用一般需結合太平洋、力特等國內(nèi)主流保
險廠商意見，判斷回路保護是否合理，通常保險的熔斷時間
為幾十或幾百毫秒，如果保險熔斷時間過長，導線即存在失
火風險，具體可結合短路電流和短路電壓，對照導線的熔斷
曲線進行比較判定。我司一般采用日標導線，導線熔斷曲線
在JASOD標準里全部都可查找到，本文不再舉例。
靜態(tài)電流的應用主要為估算整車靜置時問，根據(jù)經(jīng)驗，
一般蓄電池的虧電20％后，車輛啟動即存在風險，試驗車輛
采用90Ah容量鉛酸電池，測得靜態(tài)電流20mA，可根據(jù)公式
t=c／I=90×20％／o．02=900h=37．5天，即整車靜置37．5天后車
輛可能無法啟動。
此外，整車廠大多積累有多個車型的試驗數(shù)據(jù)庫，類比
法也是一種常用的數(shù)據(jù)檢驗判定的方法。
3、結論
電氣安全試驗實踐校核了整車線路、電器匹配的合理性
及安全性，避免因計算遺漏及特殊工況下電器件的性能偏差
行為導致的線路故障、失火風險及電器功能失真，為整車線
束、電器匹配提供了詳盡的數(shù)據(jù)支持。電氣安全試驗不僅能
大大提高整車電氣安全，同時還可為整車線束成本優(yōu)化支持，
通過該試驗我們可以計算出安全條件下的最優(yōu)配線方案，節(jié)
約線束成本。整車電氣安全驗證試驗的開展，對整車電氣系
統(tǒng)開發(fā)具有重要意義。
參考文獻
【l】整車電氣安全驗證試驗測試報告(南通友星)
[2】整車電氣系統(tǒng)測試一能力介紹(Dekmi)．
[3】美國力特保險絲產(chǎn)品介紹和選用培訓．
萬方數(shù)據(jù)

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