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淺談汽車(chē)線束驗證方法

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淺談汽車(chē)線束驗證方法

分類：新聞中心
作(zuò)者：東莞市勇哥汽車配件有限公司
來(lái)源：cn.snowwolf-dg.com
發布時(shí)間(jiān)：2021-08-23 09:40
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淺談汽車(chē)線束驗證方法

分類：新聞中心
作(zuò)者：東莞市勇哥汽車配件有限公司
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詳情

散漫說，随着整車(chē)的電(diàn)氣功能和(hé)功能配置日益複雜，驗證電(diàn)線束設計(jì)是否合理(lǐ)，如何優化電(diàn)線束系統使之達到最優化設計(jì)，這兩項工作(zuò)的關注度逐漸提高(gāo)。本文分别從汽車(chē)線束設計(jì)驗證的必要性、設計(jì)驗證的幾種方式、線束系統設計(jì)驗證的主要方法3個(gè)方面重點論述。同時(shí)結合實例，對電(diàn)線束設計(jì)驗證部分深入講解。以下為(wèi)正文。

一、電(diàn)線束系統設計(jì)驗證的必要性

電(diàn)線束連接車(chē)輛(liàng)上(shàng)所有(yǒu)的控制(zhì)器(qì)、執行(xíng)器(qì)、傳感器(qì)，在整車(chē)中承擔着電(diàn)源分配、信号傳遞的作(zuò)用。拿(ná)人(rén)體(tǐ)做(zuò)類比，電(diàn)線束相當于車(chē)輛(liàng)中的血管和(hé)神經系統，因此，電(diàn)線束設計(jì)是否合理(lǐ)，直接影(yǐng)響到整車(chē)的電(diàn)氣功能安全性及車(chē)輛(liàng)使用可(kě)靠性。

如果電(diàn)線束設計(jì)不合理(lǐ)，無法滿足實車(chē)負載的要求，那(nà)麽會(huì)出現熔斷絲壽命過短(duǎn)、熔斷絲異常熔斷、導線過載發煙甚至起火(huǒ)等事故。如果電(diàn)線束設計(jì)冗餘量過大(dà)，則不利于整車(chē)成本控制(zhì)，不利于整車(chē)質量及燃油經濟性。

綜上(shàng)，電(diàn)線束設計(jì)合理(lǐ)、合适，電(diàn)線束設計(jì)最優化，成為(wèi)越來(lái)越多(duō)的主機廠和(hé)線束廠商關注的重點。結合産品正向開(kāi)發模式，通(tōng)過設計(jì)-驗證-優化的閉環方式（圖1），使整個(gè)設計(jì)過程完整、可(kě)控、最優。

二、電(diàn)線束設計(jì)驗證發展及分類

設計(jì)驗證也可(kě)稱作(zuò)“DV試驗”，DV，即Design Verifi- cation。電(diàn)線束的設計(jì)驗證，主要通(tōng)過測試來(lái)驗證設計(jì)方案的合理(lǐ)性。而随着CATIA、CHS、IPS等軟件的普及和(hé)利用率逐漸提高(gāo)，部分驗證工作(zuò)也可(kě)以通(tōng)過系統仿真實現。

接測試工具分類，設計(jì)驗證可(kě)以分為(wèi)：軟件仿真、台架試驗、實車(chē)測試3種方式。

1）軟件仿真

優勢是可(kě)以在正向設計(jì)階段實施。通(tōng)過軟件仿真驗證線束裝配性是否合理(lǐ)，整車(chē)線束拓撲結構是否合适，配電(diàn)原理(lǐ)設計(jì)及電(diàn)器(qì)件布置是否合理(lǐ)等。但(dàn)是軟件仿真都是通(tōng)過計(jì)算(suàn)的參數(shù)進行(xíng)模拟仿真，無法實現實車(chē)情況和(hé)實際車(chē)輛(liàng)使用各類工況的測試驗證。

2）台架測試

一般在電(diàn)器(qì)件C樣件階段實施，此時(shí)電(diàn)器(qì)件的功能完善，狀态接近于量産樣件，性能比較穩定，測試結果可(kě)靠性高(gāo)。在電(diàn)氣台架上(shàng)，通(tōng)過台架模拟實車(chē)用電(diàn)器(qì)的使用士況，來(lái)針對實際零件測試，具有(yǒu)測試結果可(kě)靠性高(gāo)、接近實車(chē)士況的優點，但(dàn)是在台架上(shàng)無法完成線束走向布置檢查，部分實車(chē)條件無法模拟（例如整車(chē)搭鐵(tiě)點電(diàn)流分布情況）。

3）實車(chē)測試

一般在電(diàn)器(qì)件C樣件且整車(chē)OTS狀态時(shí)實施。實車(chē)測試兼顧了線束布置驗證和(hé)配電(diàn)設計(jì)驗證兩方面，可(kě)以實現電(diàn)線束系統的實車(chē)布置合理(lǐ)性評估、配電(diàn)設計(jì)驗證、搭鐵(tiě)點電(diàn)流分布等設計(jì)驗證。但(dàn)是實車(chē)測試需要整車(chē)資源，在投資上(shàng)也是最高(gāo)的。實車(chē)測試中，會(huì)發生(shēng)過載或濫用電(diàn)氣功能等情況，對車(chē)輛(liàng)也有(yǒu)損害，測試後車(chē)輛(liàng)一般都會(huì)報廢，資源重複使用率不高(gāo)。

三、電(diàn)線束設計(jì)驗證測試項目介紹

電(diàn)線束設計(jì)驗證測試項目主要可(kě)以分為(wèi)兩大(dà)類：線束布置方案驗證、配電(diàn)原理(lǐ)設計(jì)驗證。再根據測試項目細化

3.1 走向檢查

在軟件仿真或實車(chē)狀态下進行(xíng)線束走向檢查，主要檢查線束外保護設計(jì)合理(lǐ)性，可(kě)以通(tōng)過整車(chē)分區(qū)，分别對各區(qū)域展開(kāi)針對性內(nèi)容的檢查。

3.2 裝配性

針對某些(xiē)存在線束連接裝配的位置檢查線束裝配性（例如保險杠線束與車(chē)身連接的過程、發動機線束與前艙線束連接的過程），整車(chē)電(diàn)線束方便裝配，經常維修處便于拆卸為(wèi)裝配性合理(lǐ)的表現。

3.3 電(diàn)氣負載測試

電(diàn)氣負載測試主要驗證負載與導線、熔斷絲的匹配關系是否合适。通(tōng)常在台架或實車(chē)上(shàng)測試，在車(chē)輛(liàng)起動後發電(diàn)機穩态輸出電(diàn)壓的情況下（智能發電(diàn)機可(kě)按額定電(diàn)壓輸出範圍的平均值設定或按商討(tǎo)而定），不同的工況下，記錄各個(gè)負載正常工作(zuò)的電(diàn)流，部分電(diàn)機類負載要額外記錄堵轉電(diàn)流、 PTC保護時(shí)間(jiān)等。通(tōng)過實際測試得(de)到的結果，與導線線徑、熔斷絲類型進行(xíng)對比，确認熔斷絲、導線的選擇是否合适。

舉例：在某車(chē)型項目中，測得(de)喇叭的正常工作(zuò)電(diàn)流為(wèi)10.3A，最大(dà)電(diàn)流為(wèi)11.88A。喇叭的供電(diàn)回路設計(jì)狀态為(wèi)：MINI熔斷絲10A，配1.00mm²的導線。

查閱喇叭ICD文件，文件中提供的測算(suàn)士作(zuò)電(diàn)流為(wèi)6 A，遠小(xiǎo)于實測電(diàn)流10A。

通(tōng)過實際測試，發現喇叭士作(zuò)的正常電(diàn)流已經超過MI-NI熔斷絲的額定容量了，但(dàn)是由于喇叭是短(duǎn)時(shí)工作(zuò)負載，根據rt的熱量積分，熔斷絲不會(huì)在喇叭工作(zuò)一次後馬上(shàng)熔斷，而會(huì)在喇叭工作(zuò)若幹次，累積效果達到熔斷條件後，熔斷絲再熔斷。這樣設計(jì)的直接後果是：熔斷絲的壽命非常短(duǎn)，用戶在實際使用車(chē)輛(liàng)過程中要頻繁更換熔斷絲。

綜上(shàng)，結合測試結果對配電(diàn)設計(jì)進行(xíng)優化，選用MINI型15 A熔斷絲，以規避上(shàng)述問題。

3.4 電(diàn)線短(duǎn)路測試

電(diàn)線短(duǎn)路測試主要驗證導線與熔斷絲的匹配關系是否合适。通(tōng)常在台架或實車(chē)上(shàng)測試,在負載正常工作(zuò)的條件下，對供電(diàn)回路直接短(duǎn)路或過載，檢查在測試過程中熔斷絲是否及時(shí)熔斷，保護導線。

過載測試時(shí)，使用電(diàn)氣負載正常工作(zuò)電(diàn)流值的135%和(hé)20%作(zuò)為(wèi)過載電(diàn)流測試，同樣需要确保導線溫升在合理(lǐ)範圍內(nèi)的時(shí)期內(nèi)，熔斷絲需及時(shí)熔斷；或在過載過程中，控制(zhì)器(qì)/執行(xíng)器(qì)及時(shí)啓動過載保護，避免過載電(diàn)流持續出現。舉例：在某車(chē)型項目中，在進行(xíng)鼓風機回路135%過載時(shí)，發現在熔斷絲熔斷前,鼓風機調速模塊被燒壞。

經檢查，調速模塊內(nèi)部僅為(wèi)調速電(diàn)阻，而鼓風機和(hé)調速模塊均沒有(yǒu)過載保護裝置，在過載時(shí)，調速電(diàn)阻溫升速度比導線快很(hěn)多(duō)，在導線發煙和(hé)熔斷絲熔斷前，調速電(diàn)阻燒毀。

出現上(shàng)述問題後，在鼓風機內(nèi)設置過載檢測裝置，出現過載時(shí)及時(shí)切斷電(diàn)流，避免調速電(diàn)阻燒毀。

3.5 搭鐵(tiě)系統測試

搭鐵(tiě)系統測試主要驗證線束搭鐵(tiě)點的電(diàn)流分布情況，搭鐵(tiě)點出現松動時(shí)的故障現象，是否存在反向電(diàn)流或潛通(tōng)路，是否出現嚴重的電(diàn)氣功能故障，避免發生(shēng)蝴蝶效應或嚴重危害駕駛安全的故障現象。

通(tōng)常在實車(chē)上(shàng)測試，在負載正常工作(zuò)的條件下，對各個(gè)搭鐵(tiě)點的電(diàn)流分布進行(xíng)測試，記錄電(diàn)流分布情況，分析電(diàn)流與導線的匹配關系，各個(gè)搭鐵(tiě)點的電(diàn)勢是否相等。

上(shàng)述測試完成後，打開(kāi)整車(chē)所有(yǒu)負載,單獨拆除每個(gè)搭鐵(tiě)點，觀察車(chē)輛(liàng)在搭鐵(tiě)失效時(shí)是否存在異常現象，測量被拆除搭鐵(tiě)點上(shàng)是否存在反向電(diàn)流，如果存在反向電(diàn)流，結合電(diàn)氣原理(lǐ)圖分析電(diàn)流産生(shēng)的原因。

對于預防搭鐵(tiě)松動，可(kě)以采用加強裝配工藝檢查，或使用環路搭鐵(tiě)的方式進行(xíng)預防，這裏篇幅有(yǒu)限，就不展開(kāi)說明(míng)了。

3.6 電(diàn)壓降測試

電(diàn)壓降測試主要驗證配電(diàn)回路到用電(diàn)器(qì)的接口處的電(diàn)壓是否符合用電(diàn)器(qì)的電(diàn)壓要求。一般來(lái)說，汽車(chē)上(shàng)的用電(diàn)器(qì)電(diàn)壓範圍比較寬泛，例如9~16V都可(kě)以正常工作(zuò)，此時(shí)電(diàn)壓降測試的意義并不能很(hěn)好體(tǐ)現。但(dàn)是對于具有(yǒu)怠速啓停的車(chē)輛(liàng)，停機後再起動時(shí)電(diàn)壓會(huì)急劇(jù)下降，此時(shí)就要确認好所有(yǒu)的用電(diàn)器(qì)都能正常工作(zuò)而不掉電(diàn)。

對于滿足用電(diàn)器(qì)的供電(diàn)電(diàn)壓需求，但(dàn)是壓降過大(dà)的線束回路，也要進行(xíng)檢查，盡可(kě)能消除壓降，盡可(kě)能減少(shǎo)因線束回路引起的電(diàn)能損耗。

四、總結

從産品正向開(kāi)發的角度出發，電(diàn)線束設計(jì)驗證的相關測試工作(zuò)可(kě)以使開(kāi)發設計(jì)工作(zuò)形成閉環；從産品優化的角度出發，結合實際零件和(hé)實車(chē)的測試，可(kě)以有(yǒu)效實現産品設計(jì)驗證及設計(jì)優化工作(zuò)。随着設計(jì)品質的不斷提高(gāo)，設計(jì)驗證工作(zuò)逐漸向前期驗證、系統仿真驗證的方向發展。

關鍵詞：

上(shàng)一個(gè): 新能源汽車(chē)線束布置方案及EMC 防護

下一個(gè): 淺談線束的防水(shuǐ)設計(jì)

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