汽车线束系统测试方法研究

2013-07-19帅希士

汽车电器 2013年2期

帅希士

（德尔福派克电气系统有限公司，上海 201815）

整车线束系统测试是用于验证新车型线束电源分配的可靠性而设计的一种测试方法。通过实车直接测量其实际工作状况，进而分析、验证线束电源分配的可靠性和完整性。汽车线束系统测试项目包含标准测试项目和可选测试项目两种。标准测试项目中又细分为4个小项，分别是单负载特性测试、全负载特性测试、短路保护特性测试、暗电流保护特性测试这4种具体的测试项目；而可选测试项目则可以根据主机厂的相关要求来设立，一般常做的测试项目包含耐久特性测试项目、堵转特性测试项目等相关项目。只有整车线束电源分配系统通过了标准测试项目和相关可选测试项目后，才能说明这个电源分配设计是可靠的和完整的。

整车通过上述相关测试项目可以达到以下目的：①验证整车回路保护是否有效；②验证传输信号是否完整；③收集和保持电气系统特性数据库；④通过测试结果的提示、分析，来进一步优化电气系统、改进未来系统构架。

本文重点详解整车线束系统验证项目。

1 单负载特性试验

单负载特性试验是通过测量单独负载在不同的工作状态时（启动时、正常稳定工作时以及电动机负载在堵转时）的电压电流，以描述负载的动态及稳态特性；并确认负载正常工作的工作电压。这一试验需要一个直流电源供应装置，此装置需与蓄电池并联，并提供一个等效于发电机输出的一个电压为14.5±0.2V的电源。单负载特性试验测试方法见图1。

通过上述试验可以给设计者提供如下的信息：①确认系统架构设计是否合理；②确认负载两端是否得到足够的电压；③确认是否所有的负载都能正常工作；④确认回路导线选型是否合适；⑤确认回路中保护器件选型是否合适。

图2是某商务车的后暖风电动机单负载稳态试验的测试数据。通过查看测试结果可知：后暖风电动机平均电压为11.9V，低于标准值12.8V。通过此试验数据提示分析得知是因为后暖风电动机线路过长，回路电阻较大导致。为了解决这路电压过低的问题，将这后暖风电动机这一路的线径由之前的1.5增加至2.5，以达到减小电阻提高电压的目的。

2 全负载特性试验

全负载特性试验是通过测量在回路保护元件下的启动时刻、正常稳定工作时及电动机负载在堵转时的全部负载的电压电流工作特性，以描述回路保护的有效性、可靠性。这一试验需要一个直流电源供应装置，此装置需与蓄电池并联，并提供一个等效于发电机输出的一个电压为14.5±0.2 V的电源。此外，相应数据的记录需要在负载触发一段时间后记录。全负载特性试验测试方法见图3。

通过上述试验可以给设计者提供如下的信息：①回路保护元件选择是否合适；②开断元件：继电器、开关等选择是否合适；③多回路同时工作时的状态如何；④未来系统构架改进提示。

图4是某商务车的前刮水电动机全负载堵转试验的测试数据。通过查看测试结果可知：前刮水电动机熔断丝额定值为15A（此熔断丝仅仅只保护刮水这一个回路），而堵转电流为22.0A。通过此试验数据提示，前刮水电动机堵转电流小于两倍的熔断丝额定值，在堵转时熔断丝将不会在4 s内及时熔断。为了避免这一隐患，已在刮水电动机内增加热保护开关，在堵转时能及时断开电源供应，以免烧毁电动机。

3 短路特性试验

短路特性试验的评价参数定义为平均的短路电流值和电路保护装置开放的时间。这一试验需要一个直流电源供应装置，此装置需与蓄电池并联，并提供一个等效于发电机输出的一个电压为14.5±0.2V的电源。此外，在短路的过程中，线路不能有损坏。短路特性试验测试方法见图5。

通过上述试验可以给设计者提供如下的信息：①回路保护元件选择是否合适；②记录可能存在的风险；③未来系统构架改进提示。

图6是某商务车的右后转向灯短路保护特性试验的测试数据。通过测试发现，短路时电路保护器件（后转向灯熔断丝的额定值为20 A）在0.5 s内未开路（最大试验时间为0.5s），且回路的短路电流没有超过熔断丝容量的350%，短路试验失败。通过分析发现，现用熔断丝额定值偏大。通过理论计算，后转向灯的工作电流只有5A左右，20A明显偏大，存在隐患，故将熔断丝由之前的20 A减小为10A。重做了短路保护特性试验，10 A的熔断丝在0.5s内正常熔断，说明选择10A的熔断丝更为合理，故将后转向灯的熔断丝由之前的20A减小为10A。

4 暗电流试验

暗电流定义为关闭车辆上全部开关状态下（即汽车不在工作状态，点火断开，所有电子模块在睡眠状态下）蓄电池的供出电流。暗电流的测量需要一个充满电的蓄电池。图7为暗电流试验测试方法，描述了暗电流测量的电路连接方法。对于整车暗电流的测量，探针需要移动到整车蓄电池的高电位上。

通过上述试验可以给设计者提供如下的信息：①是否需要减少备用电源；②确定电池容量；③是否需要减少不必要的搭铁路径。

5 耐久特性测试

耐久特性试验的评价参数定义为回路通30 min的过载电流（过载电流的系数根据熔断丝的特性来定），导线最高温度不超过故障温度（±5℃），且导线和线束组件没有损毁，为合格。这一试验需要一个直流电源供应装置，此装置需与蓄电池并联，并提供一个等效于发电机输出的一个电压为14.5±0.2V的电源。耐久特性试验测试方法见图8。

过载电流I的计算：I=S×I1，S为过电流系数，I1为回路熔断丝的额定值。过电流系数：①Jcase，Mega熔断丝：135%；②螺栓熔断丝（Midi，BF等）：150%。例如，一个40A的Jcase熔断丝，它试验使用的过载电流值为135%×40A=54A。

图9是某商务车的电动窗开关耐久特性试验测试数据（回路熔断丝类型：40 A的Jcase熔断丝）。通过测试发现，电动窗开关耐久特性试验在通30 min的135%的过电流（1.35×40 A=54 A）后，导线最高温度都不超过90℃，远远小于导线的故障温度105℃。从这一结果中可以看出，电动窗开关耐久特性试验没有问题，是合格的。

6 堵转特性测试

堵转特性试验一般用于整车上存在堵转可能的回路中。众所周知，电动机是具有堵转特性的电器设备，所以连接此电器设备的回路称为存在堵转特性的回路。对于这些回路，我们还会根据回路电动机自身是否带过载保护功能而有不同的测试方法。

当电动机自身带有过载保护时，首先我们会根据客户堵转数据，确定堵转电流和PTC跳开时间；将电源供应器电压调到14.5±0.2 V，电流调到匹配堵转电流；确定电流持续时间为PTC跳开时间；将电源的正负极连在受测电路两端，闭合开关，作用两次波形电流；完毕后，检查熔断丝是否熔断，导线及其附件是否受损。如果没有出现任何损坏，就定义这个试验通过。但如果电动机自身不带有过载保护的话，就需要闭合开关15 min，如果没有出现任何损坏，才定义这个试验通过。堵转特性试验测试方法见图10。