汽車電線束試驗標準與方法的研究

劉志英

（北京汽車研究總院有限公司，北京 101300）

汽車線束是連接汽車電子電器部件并使之發揮功能的組件，是汽車電路的網絡主體，主要由銅制插接件 （插頭、插座）和塑料護套、電線等組成，插接件與電線壓接后安裝在塑料護套內，電線以線束捆扎、膠帶包裹構成。電線束在整車中的作用是將電氣系統的電源信號和數據信號進行傳遞和交換，實現電氣系統的功能和要求。

汽車線束遍布汽車的各個角落，有在高溫環境下工作的發動機線束、機艙線束，有在塵土飛揚、水、泥浸漬環境下工作的底盤線束，有跨接在門與車身之間長期反復伸縮的車門線束，有承載著大功率器件長期滿負荷或過載工作的電力線束等，這些線束隨著車輛在高溫高濕的南方沿海、嚴寒的東北地區等惡劣的環境下工作，同時經受著電氣熱負荷、機油汽油的浸蝕、顛簸振動等條件的洗禮。所以要保證汽車線束的品質，必須從設計、選材、制造工藝、試驗及裝配等各個環節加以重視。

1 試驗標準解析

現行的汽車線束標準主要是QC／T 29106《汽車低壓電線束技術條件》及各企業的企標，試驗項目大概有：檢驗端子與導線或導線接點的壓接品質、接點的防水性能、線束的耐高低溫及濕熱性能、耐鹽霧性能及耐振動性能。如果按照這些條款進行試驗，我們會發現試驗結果不盡如人意，如QC／T 29106中第4.11、4.12條高低溫及濕熱試驗，標準要求在不工作狀態下貯存8h，再在常溫下放置24h后，檢驗電線束的包扎是否松散、絕緣護套是否脫開、電線導通率是否為100%；再如第4.14條耐鹽霧試驗：電線束經48h中性鹽霧試驗后導通率應為100%，無短路、錯路現象；還有振動試驗，按QC／T 413規定的耐振動性能來試驗，但線束如何安放？標準中并未明確，而且振動后檢驗的內容主要也只是外觀，無電性能方面的檢驗。如上種種，經過多年的試驗發現，這些試驗項目不能完全驗證線束及其輔材的材質、設計及工藝，不能完全達到試驗驗證的目的。

2 試驗分類

汽車線束試驗按結構及材料分為接觸件試驗和線束試驗；按試驗類別分為機械性能試驗、電性能試驗、耐環境試驗。機械性能試驗包含振動試驗；電性能試驗除線束本身的通斷檢驗、觸點壓降測試外又可分為短路試驗、堵轉試驗和耐久試驗；耐環境試驗分為耐高低溫及濕熱試驗、鹽霧試驗、防水、防塵試驗等。另外根據線束本身的安裝及工作特點還需進行撓曲度試驗；線束的塑料皮、波紋管等塑料件需進行燃燒試驗、耐臭氧試驗等。

接觸件的機械性能試驗主要是檢測端子的材質、端子與導線的壓接品質，如QC／T 29106中4.4壓接要求、彎折試驗、橫斷面檢測、拉力及電壓降測試等，其要求和試驗方法都比較詳細；機械性能試驗還包括插入力、拔出力測試，此部分試驗要求和方法在QC／T 417.1中有詳細闡述，這里不再贅述。

下面主要介紹QC／T 29106里沒有提及的試驗項目及試驗方法，見表1。

表1 QC／T 29106中未提及的試驗項目

3 電性能試驗

線束的電性能試驗主要考察線束的設計，如線徑的選擇、熔斷器的選用以及導線和熔斷器的品質。如果使用了劣質熔斷器或導線，在規定的電流下熔斷器不能立刻斷開，就可能導致線束發熱起火。因此必須對相關線路進行電性能測試。線束的電性能試驗一般分為短路試驗、耐久試驗和電機線束的堵轉試驗。

1）線束短路試驗 發生短路時，要求線路中的熔斷器應在一定時間內熔斷以保護電線、插接件等。試驗方法及測試圖如圖1所示。連接待試驗線束和測試設施，打開直流穩壓電源并調整至試驗電壓，打開數據采集設備并設定好各參數。閉合K1、K2，觀察待測線束的電線、插接件及熔斷器有無燒損情況，同時采集電路短路時的最大電流及短路時間、蓄電池端最低電壓。期間如果熔斷器未熔斷而電線絕緣皮熔化、插接件熔化變形或短路時間大于規定值，則說明設計有缺陷或零部件品質有問題需整改。

2）線束耐久試驗 負載類線束在滿負荷或超負荷工作一定時間后，要求線束、插接件、熔斷器等不應有燒損，導線溫升不應超過規定值。測試原理圖見圖2。閉合開關K，設定電源電壓，調整模擬負載電阻RL，使流過待測線束 （AB段）的電流為試驗電流。用數據采集器采集導線溫度，同時監視導線、熔斷器、插接件等的燒損情況，如果在規定時間 （如30min）內導線溫升低于要求值，導線、熔斷器片 （管）、插接件等沒有發生任何異常，則可證明該線束設計基本沒問題。

3）電機線束堵轉試驗 電機分帶熱敏電阻或熔斷器保護和不帶熱敏電阻或熔斷器保護的2種，與之相應的線束堵轉試驗也有2種，見圖3和圖4。帶熱敏電阻或熔斷器保護的電機堵轉一定時間后，電機應斷電保護，其斷電保護時間和恢復時間可通過圖3的數據采集設備獲得；對不帶保護的電機線束可按圖4進行試驗，當待測線束通過堵轉電流一定時間 （如15min）時，觀察導線、熔斷器、插接件等有無燒損情況，通過數據采集設備采集導線和插接件溫度，以檢查其溫升是否超標，從而判定線束設計合理與否。

4）線束撓曲度試驗 線束安裝時一般不能遭受彎曲和扭曲，但在發動機艙與車身之間、車門與車身之間、前后蓋與車身之間的連接線束必須有彎曲和扭曲，所以此部分線束必須進行撓曲度試驗，以驗證導線、塑料皮、包扎物如波紋管、過孔膠套等材料的耐久性能。各線束的撓曲度耐久試驗次數一般根據實際使用頻次不同而不同，如前門線束耐久試驗次數最多，后門次之；因車輛在各種環境下運行和使用，因此該類線束應在高低溫環境下進行耐久試驗。某車進行的撓曲度耐久試驗次數見表2。

表2 某車進行的撓曲度耐久試驗次數

其中對塑料皮、波紋管等包扎物、過孔膠套的檢驗，可通過目視或借助放大鏡；而對導線的檢查，則可在測試設備中加上監視導線通斷裝置進行實時監控。

5）振動試驗及檢測 QC／T 29106中的振動試驗只給出了振動條件和線束的外觀及導通率檢驗，并沒有說明安裝方式及狀態，除此之外很重要的一項是沒有插接件連接品質的檢驗，即振動期間插頭和插座之間的接觸品質。因為振動引起插接件的松馳，或接觸界面的磨損，或在接觸界面有不導電的碎片等都可能引起電路瞬斷，造成供電電源或通信瞬斷，從而引發整車電氣故障，所以在振動試驗實施時有必要對供電電源、關鍵傳感器等相關線束的插接件進行電連續性測試。

具體操作方法是將待測線束和與之對接的線束或電器盒連接好，按實際裝車狀態固定在振動臺上，將待測線束中各電線連接起來形成一個回路，將一只120 Ω／2 W的電阻器和直流電源串接其中，調整電源電壓使回路電流為100 mA。在整個振動試驗期間，用數據采集儀采集記錄流過電阻器的電流，分析其是否符合接受要求 （接受要求：流過電阻器電流≤95 mA的時間≤1μs）。 測試電路及接受要求見圖5和圖6。

接受標準也可根據實際使用情況自行確定。

另振動頻率及加速度的選擇除按QC／T 413要求外，還可在一些典型路況上采集相關線束部分的路譜，然后通過迭代、處理，由振動臺加載到待測線束上來完成振動試驗。

總之，汽車線束是包含導線、端子、塑料皮、絕緣包扎物以及電器盒、熔斷器等為一體的組合體，所以線束試驗要驗證各原材料的品質，檢驗設計、制作工藝等在各工作環境下的可靠性，確保車輛行駛安全。

［1］ QC／T 29106—2004， 汽車低壓電線束技術條件［S］.

［2］ QC／T 413—2002， 汽車電氣設備基本技術條件［S］.