汽車線束系統測試方法研究

帥希士

（德爾福派克電氣系統有限公司，上海 201815）

整車線束系統測試是用于驗證新車型線束電源分配的可靠性而設計的一種測試方法。通過實車直接測量其實際工作狀況，進而分析、驗證線束電源分配的可靠性和完整性。汽車線束系統測試項目包含標準測試項目和可選測試項目兩種。標準測試項目中又細分為4個小項，分別是單負載特性測試、全負載特性測試、短路保護特性測試、暗電流保護特性測試這4種具體的測試項目；而可選測試項目則可以根據主機廠的相關要求來設立，一般常做的測試項目包含耐久特性測試項目、堵轉特性測試項目等相關項目。只有整車線束電源分配系統通過了標準測試項目和相關可選測試項目后，才能說明這個電源分配設計是可靠的和完整的。

整車通過上述相關測試項目可以達到以下目的：①驗證整車回路保護是否有效；②驗證傳輸信號是否完整；③收集和保持電氣系統特性數據庫；④通過測試結果的提示、分析，來進一步優化電氣系統、改進未來系統構架。

本文重點詳解整車線束系統驗證項目。

1 單負載特性試驗

單負載特性試驗是通過測量單獨負載在不同的工作狀態時 （啟動時、正常穩定工作時以及電動機負載在堵轉時）的電壓電流，以描述負載的動態及穩態特性；并確認負載正常工作的工作電壓。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，并提供一個等效于發電機輸出的一個電壓為14.5±0.2V的電源。單負載特性試驗測試方法見圖1。

通過上述試驗可以給設計者提供如下的信息：①確認系統架構設計是否合理；②確認負載兩端是否得到足夠的電壓；③確認是否所有的負載都能正常工作；④確認回路導線選型是否合適；⑤確認回路中保護器件選型是否合適。

圖2是某商務車的后暖風電動機單負載穩態試驗的測試數據。通過查看測試結果可知：后暖風電動機平均電壓為11.9V，低于標準值12.8V。通過此試驗數據提示分析得知是因為后暖風電動機線路過長，回路電阻較大導致。為了解決這路電壓過低的問題，將這后暖風電動機這一路的線徑由之前的1.5增加至2.5，以達到減小電阻提高電壓的目的。

2 全負載特性試驗

全負載特性試驗是通過測量在回路保護元件下的啟動時刻、正常穩定工作時及電動機負載在堵轉時的全部負載的電壓電流工作特性，以描述回路保護的有效性、可靠性。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，并提供一個等效于發電機輸出的一個電壓為14.5±0.2 V的電源。此外，相應數據的記錄需要在負載觸發一段時間后記錄。全負載特性試驗測試方法見圖3。

通過上述試驗可以給設計者提供如下的信息：①回路保護元件選擇是否合適；②開斷元件：繼電器、開關等選擇是否合適；③多回路同時工作時的狀態如何；④未來系統構架改進提示。

圖4是某商務車的前刮水電動機全負載堵轉試驗的測試數據。通過查看測試結果可知：前刮水電動機熔斷絲額定值為15A（此熔斷絲僅僅只保護刮水這一個回路），而堵轉電流為22.0A。通過此試驗數據提示，前刮水電動機堵轉電流小于兩倍的熔斷絲額定值，在堵轉時熔斷絲將不會在4 s內及時熔斷。為了避免這一隱患，已在刮水電動機內增加熱保護開關，在堵轉時能及時斷開電源供應，以免燒毀電動機。

3 短路特性試驗

短路特性試驗的評價參數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，并提供一個等效于發電機輸出的一個電壓為14.5±0.2V的電源。此外，在短路的過程中，線路不能有損壞。短路特性試驗測試方法見圖5。

通過上述試驗可以給設計者提供如下的信息：①回路保護元件選擇是否合適；②記錄可能存在的風險；③未來系統構架改進提示。

圖6是某商務車的右后轉向燈短路保護特性試驗的測試數據。通過測試發現，短路時電路保護器件 （后轉向燈熔斷絲的額定值為20 A）在0.5 s內未開路 （最大試驗時間為0.5s），且回路的短路電流沒有超過熔斷絲容量的350%，短路試驗失敗。通過分析發現，現用熔斷絲額定值偏大。通過理論計算，后轉向燈的工作電流只有5A左右，20A明顯偏大，存在隱患，故將熔斷絲由之前的20 A減小為10A。重做了短路保護特性試驗，10 A的熔斷絲在0.5s內正常熔斷，說明選擇10A的熔斷絲更為合理，故將后轉向燈的熔斷絲由之前的20A減小為10A。

4 暗電流試驗

暗電流定義為關閉車輛上全部開關狀態下 （即汽車不在工作狀態，點火斷開，所有電子模塊在睡眠狀態下）蓄電池的供出電流。暗電流的測量需要一個充滿電的蓄電池。圖7為暗電流試驗測試方法，描述了暗電流測量的電路連接方法。對于整車暗電流的測量，探針需要移動到整車蓄電池的高電位上。

通過上述試驗可以給設計者提供如下的信息：①是否需要減少備用電源；②確定電池容量；③是否需要減少不必要的搭鐵路徑。

5 耐久特性測試

耐久特性試驗的評價參數定義為回路通30 min的過載電流 （過載電流的系數根據熔斷絲的特性來定），導線最高溫度不超過故障溫度 （±5℃），且導線和線束組件沒有損毀，為合格。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，并提供一個等效于發電機輸出的一個電壓為14.5±0.2V的電源。耐久特性試驗測試方法見圖8。

過載電流I的計算：I=S×I1，S為過電流系數，I1為回路熔斷絲的額定值。過電流系數：①Jcase，Mega熔斷絲：135%；②螺栓熔斷絲 （Midi，BF等）：150%。例如，一個40A的Jcase熔斷絲，它試驗使用的過載電流值為135%×40A=54A。

圖9是某商務車的電動窗開關耐久特性試驗測試數據 （回路熔斷絲類型：40 A的Jcase熔斷絲）。通過測試發現，電動窗開關耐久特性試驗在通30 min的135%的過電流 （1.35×40 A=54 A）后， 導線最高溫度都不超過90℃，遠遠小于導線的故障溫度105℃。從這一結果中可以看出，電動窗開關耐久特性試驗沒有問題，是合格的。

6 堵轉特性測試

堵轉特性試驗一般用于整車上存在堵轉可能的回路中。眾所周知，電動機是具有堵轉特性的電器設備，所以連接此電器設備的回路稱為存在堵轉特性的回路。對于這些回路，我們還會根據回路電動機自身是否帶過載保護功能而有不同的測試方法。

當電動機自身帶有過載保護時，首先我們會根據客戶堵轉數據，確定堵轉電流和PTC跳開時間；將電源供應器電壓調到14.5±0.2 V，電流調到匹配堵轉電流；確定電流持續時間為PTC跳開時間；將電源的正負極連在受測電路兩端，閉合開關，作用兩次波形電流；完畢后，檢查熔斷絲是否熔斷，導線及其附件是否受損。如果沒有出現任何損壞，就定義這個試驗通過。但如果電動機自身不帶有過載保護的話，就需要閉合開關15 min，如果沒有出現任何損壞，才定義這個試驗通過。堵轉特性試驗測試方法見圖10。

7 結束語

在某款商用車上，使用上述介紹的幾種標準測試方法對整車進行了完整的線束系統測試。通過對測試結果的分析，我們發現了一些設計上存在的不足，并予以及時的優化，從而使整車的電源分配更具可靠性和完整性。由此可見，整車電氣系統測試對改進整車系統構架具有重大的意義。

［1］蔡長青，張凱.基于虛擬儀器技術的整車測試數據采集系統［J］. 光機電信息， 2008 （11）： 39-42.

［2］賀德建，汪俊彪.虛擬儀器技術與汽車工程測試［J］.北京汽車，2007 （3）：30-36.