基于售后车辆线束回路改制而开发的一款短路器

康伟宁　李靖　郭勇

摘 要：随着电机功能的不断增加，针对目前市场上仍然采用不带热保护的纹波电机的车辆，为满足客户将此种电机改为带热保护的集成电机的需求，以增强电机的安全性，整车线束需要进行大量线束回路的改制。基于此需求，开发一款短路器，通过将原车继电器更换为短路器的简单操作，实现原车继电器中两个Pin脚的直连，进而为新的集成电机提供电源和接地，从而避免现场手工改制粗导线的困难及由此带来的潜在质量风险。本文针对此款短路器方案进行介绍。

关键词：纹波电机 集成电机 继电器 短路器

1 引言

短路器的主要作用是实现电气回路的直连，将两个不同的回路通过短路器连接到一起，能够传输信号或者电流等。短路片是常用的短路连接装置，由金属铜片制成，适用于保险丝盒基座内部。由于短路片没有外部绝缘保护，如果布置在保险丝盒基座外部，则会出现漏电或是短路的风险，安全隐患大。此短路器是在短路片的基础上增加了外部绝缘保护，并且为匹配相应的继电器塑壳进行了相同的外部结构设计，能够有效固定在继电器基座中，能够实现电路连接的同时，保证安全性。

2 技术原理

考虑到产品使用场景，此短路器的开发设计以655继电器（见图1）结构为基础，采用与655继电器相同材质的塑壳，并且设计655继电器相匹配的基座结构，这样设计的结构，不仅能够实现内部回路连接，保护内部回路，而且还能牢固安装在继电器基座（见图2）上，保证电路的安全性。

该短路器（见图3）主要由以下部件组成：短路器塑壳、短路器基座、Pin3和Pin4引脚等。在短路器基座中，Pin3和Pin4是通过铜板或者导线实现直连，并且满足30A工作电流，外部的Pin3和Pin4两个引脚，分别接入整车回路中，实现两个回路的连通。

短路器的工作原理如下：

整车电源断电后，拆卸继电器盖板。

取下原先安装的655继电器。

在继电器基座上安装短路器，确保Pin3和Pin4引脚与相应的回路连接。

恢复继电器盖板。

恢复整车电源供电。

通过这一设计，短路器能够简单、快速地实现原车继电器中两个回路的直接连接。短路器塑壳和基座的设计保证了内部回路的安全性，同时能够牢固地安装在继电器基座上，保障电路的稳定性和可靠性。

此外，短路器的引脚设计符合整车回路的接口要求，并具备足够的电流承载能力，能够满足30A的工作电流要求。这确保了短路器能够在电路连接中稳定地传递电流和信号。

通过采用与655继电器相匹配的结构设计，该短路器能够简便、可靠地实现两个回路的连通，提供安全、稳定的电气连接解决方案。

与短路片相比，该发明有以下优点：

1.Pin脚有塑壳保护，没有裸露，避免线束回路短路风险；

2.Pin脚固定在塑壳中，装配牢固，避免回路虚接风险；

3.短路器能够与继电器基座匹配，安装方便、可靠；

3 短路器的功能和优势

3.1 实现电路回路的直连和信号传输

短路器作为一种高效的电路连接装置，能够实现电气回路的直连，并可可靠地传输信号和电流。通过将原车继电器中的两个Pin脚直接连接，短路器简化了线束回路改制的步骤，同时提高了连接的可靠性和稳定性。这种直连方式减少了连接中可能出现的接触不良或线束接头松动等问题，有助于提高整个电路系统的性能和可靠性。

3.2 提供电源和接地功能的改进

短路器在连接线束回路的同时，为新的集成电机提供了电源和接地功能的改进。通过将继电器更换为短路器，电机能够稳定地获取所需的电源，并通过短路器有效地接地。这种改进使电机能够在供电和接地方面更加可靠，有助于提升电机的工作效率和稳定性。同时，短路器的设计也考虑了电源和接地的安全性，确保电路连接的安全和可靠。

3.3 增强电机的安全性和可靠性

传统的纹波电机往往缺乏热保护功能，存在潜在的安全隐患。为了满足客户对带热保护的集成电机的需求，进行整车线束回路的改制是必要的。通过使用短路器进行线束回路改制，可以有效增强电机的安全性和可靠性。短路器的设计结合了外部绝缘保护，同时与继电器塑壳相匹配，能够稳固地安装在继电器基座中，确保连接的安全性。这种改进不仅提供了更安全的电机工作环境，还减少了潜在的质量风险，为车辆的可靠性和持久性提供了重要保障。

通过实现电路回路的直连和信号传输、提供电源和接地功能的改进，以及增强电机的安全性和可靠性，短路器作为一种专门针对车辆线束回路改制而开发的关键组件，为电机的升级和安全性提供了可靠的解决方案。其创新的设计和优势不仅满足了客户对集成电机的需求，还为整车电气系统的性能提升和可靠性提供了有力的支持。

4 适用场景

在售后线束改制过程中，取消655继电器后，整车线束中继电器的Pin3和Pin4的回路出现断路，无法实现电源或信号的连通。为了实现此回路的连通，通常情况下需要改制线束，手工操作实现Pin3和Pin4引脚的导线的连通。由于手工压接操作对导线截面积有一定限制，不能满足所有导线的连通，并且手工操作存在一定质量风险，因此采用短路器，不仅可以快速实现原继电器的Pin3和Pin4回路的连接，节省大量零件拆装和线束改制工时，而且还能保证回路连接质量和可靠性。

此短路器适用于以下场景：

售后维修和改装：对于那些需要将纹波电机改装为带热保护的集成电机的车辆，通过使用短路器可以快速、可靠地实现线束回路的改制，为新的集成电机提供电源和接地功能。

整车线束维护：当整车线束中的继电器需要更换或取消时，使用短路器可以快速连接Pin3和Pin4回路，確保电源或信号的连通，节省维护时间和成本。

车辆电气系统升级：在对车辆的电气系统进行升级时，可能需要调整线路连接方式。短路器的使用可以简化升级过程，减少改装所需的工时和人力成本。

此短路器的使用操作如下：

1.整车电源断电；

2.拆卸继电器盖板；

3.取下655继电器；

4.安装短路器；

5.恢复继电器盖板；

6.恢复整车电源。

5 对比分析

经过车辆改制验证，实现原车继电器中的2个回路的连接，两种方案用时和材料成本不同：

1.采用手工压接方案：

1）改装工时：至少需要60分钟，包含护板拆装、继电器基座拆装、导线回路的剪断/压接连接、线束回路的梳理和固定等。

2）专用工具：护板拆卸工具和导线压接专用工具。

3）材料成本：约2元，包括压接端子、热缩管、胶带等。

4）质量风险：破坏原车回路，手工压接，存在连接可靠性风险，同时对于大约2.5mm2导线，手工无法实现压接连接。

2.采用短路器方案：

1）改装工时：不超过3分钟，主要是拆装护板，取下继电器，安装短路器，不需要拆卸继电器基座，不需要改制线束。

2）专业工具：仅是护板拆卸工具

3）材料成本：约3元

4）质量风险：不更改原车回路，无风险

通过对比分析可见，采用短路器方案相较于手工压接方案具有以下优势：

显著节省改装工时：短路器方案仅需要不超过3分钟的操作时间，远远少于手工压接方案的60分钟，大大提高了改装效率。

简化操作流程：短路器方案无需进行继电器基座拆装和线束改制，仅需要进行简单的护板拆装和短路器安装，操作更加简便。

降低质量风险：采用短路器方案不会更改原车回路，因此不会破坏原车线路，且短路器本身设计稳固，连接质量可靠。

可适用于各种导线规格：相比手工压接方案，短路器方案能够适用于更广泛的导线规格，无论是小型导线还是大约2.5mm?的导线，都能够实现可靠的连接。

6 应用

6.1 在整车线束改制中的应用案例

此短路器在整车线束改制中具有广泛的应用价值。以下是一个实际应用案例：

某汽车制造公司正在对旧款车型进行升级改装，将原先使用不带热保护的纹波电机更换为带热保护的集成电机，以提高电机的安全性和可靠性。然而，这一改装需要进行大量线束回路的改制，包括继电器的更换和线束的重新布线。

通过使用短路器，可以避免手工改制粗导线带来的困难和潜在质量风险。改装过程中，技术人员按照上述简单的操作步骤，将原车继电器替换为短路器，实现了继电器中的两个Pin脚的直连。这样，新的集成电机得到了稳定的电源和接地，电路连通性得到保证，而无需进行繁琐的线束改制。

6.2 对新集成电机的性能提升效果

通过使用此短路器实施整车线束改制，将纹波电机升级为带热保护的集成电机，可以带来以下性能提升效果：

安全性提升：集成电机的热保护功能可以有效避免过热引起的潜在危险。短路器的使用确保了新电机的稳定供电和接地，为电机运行提供了更可靠的保障。

可靠性提升：短路器的直连设计消除了线束改制中可能引入的质量风险，确保了电路连接的可靠性。集成电机在工作过程中能够获得稳定而高效的电源和接地支持，提升了整车系统的可靠性。

简化改装过程：相比手工改制线束，使用短路器能够显著简化整车线束改制的工序。不仅节省了大量的改装工时，还降低了改装过程中的错误和失误的风险。

综上所述，短路器在整车线束改制中的应用可以提供简单、高效、可靠的解决方案，对新集成电机的安全性、可靠性和性能提升起到积极的促进作用。

7 可信性和意义

7.1 短路器作為解决方案的有效性和可行性

短路器作为一种基于售后车辆线束回路改制的解决方案，在实际应用中显示出了其明显的有效性和可行性。

短路器的设计使得原车继电器中的Pin3和Pin4回路能够快速、简单地实现直连，提供电源和接地功能，从而满足新集成电机的需求。相比传统的手工改制线束，短路器方案节省了大量的零件拆装和线束改制工时，提高了改装效率，降低了改装风险。

短路器的应用还可以确保电路连接的质量和可靠性。通过与655继电器相匹配的基座结构和外部绝缘保护设计，短路器提供了稳定的电源和信号传输，并消除了手工压接操作可能引入的质量风险。这使得整车线束改制过程更加可靠，保证了电机的安全性和性能。

7.2 对整车线束改制和电机安全性的意义

整车线束改制是为了满足客户将纹波电机改为带热保护的集成电机的需求，以增强电机的安全性和可靠性。在这个过程中，短路器的应用具有重要的意义。

整车线束改制通过取消原继电器和相应的线路连接，需要确保电源和信号的连通，以保证电机的正常运行。短路器提供了一种简单、可靠的解决方案，能够快速连接Pin3和Pin4回路，为新集成电机提供所需的电源和接地功能。

通过整车线束改制和短路器的应用，车辆的电机安全性和可靠性得到了显著提升。新集成电机的带热保护功能能够有效预防过热和短路等安全隐患，保护车辆和乘客的安全。同时，短路器的使用操作简单，易于实施，减少了改装过程中的时间和成本。

8 结语

在售后车辆改制过程中，采用短路装置比手工改制更可靠、更快捷；而从继电器使用的环境来看，采用短路器会比短路片更安全、更可靠、更便捷。因此，短路器为售后线束回路改制提供了一款方案选择。

参考文献：

[1]张淼，一种自短路连接器，CN115528465A，2022.12.27．

[2]箕轮亮太，电磁继电器，CN115836375A，2023.03.21．

[3]计算机远程故障诊断系统的设计实现. 金俊;郭福亮;孙浩.计算机与数字工程，2008

[4]基于CAN总线的分布式网架健康状态监测系统的设计. 黎洪生，杜飞，曹文.电子技术应用，2004．