帥希士

（德爾福派克電氣系統(tǒng)有限公司，上海 201815）

整車線束系統(tǒng)測試是用于驗證新車型線束電源分配的可靠性而設(shè)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(tǒng)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(jù)主機廠的相關(guān)要求來設(shè)立，一般常做的測試項目包含耐久特性測試項目、堵轉(zhuǎn)特性測試項目等相關(guān)項目。只有整車線束電源分配系統(tǒng)通過了標準測試項目和相關(guān)可選測試項目后，才能說明這個電源分配設(shè)計是可靠的和完整的。

整車通過上述相關(guān)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(tǒng)特性數(shù)據(jù)庫；④通過測試結(jié)果的提示、分析，來進一步優(yōu)化電氣系統(tǒng)、改進未來系統(tǒng)構(gòu)架。

本文重點詳解整車線束系統(tǒng)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(tài)時 （啟動時、正常穩(wěn)定工作時以及電動機負載在堵轉(zhuǎn)時）的電壓電流，以描述負載的動態(tài)及穩(wěn)態(tài)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(yīng)裝置，此裝置需與蓄電池并聯(lián)，并提供一個等效于發(fā)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(shè)計者提供如下的信息：①確認系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)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(wù)車的后暖風電動機單負載穩(wěn)態(tài)試驗的測試數(shù)據(jù)。通過查看測試結(jié)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(shù)據(jù)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(wěn)定工作時及電動機負載在堵轉(zhuǎn)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(yīng)裝置，此裝置需與蓄電池并聯(lián)，并提供一個等效于發(fā)電機輸出的一個電壓為14.5±0.2 V的電源。此外，相應(yīng)數(shù)據(jù)的記錄需要在負載觸發(fā)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(shè)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(guān)等選擇是否合適；③多回路同時工作時的狀態(tài)如何；④未來系統(tǒng)構(gòu)架改進提示。

圖4是某商務(wù)車的前刮水電動機全負載堵轉(zhuǎn)試驗的測試數(shù)據(jù)。通過查看測試結(jié)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(zhuǎn)電流為22.0A。通過此試驗數(shù)據(jù)提示，前刮水電動機堵轉(zhuǎn)電流小于兩倍的熔斷絲額定值，在堵轉(zhuǎn)時熔斷絲將不會在4 s內(nèi)及時熔斷。為了避免這一隱患，已在刮水電動機內(nèi)增加熱保護開關(guān)，在堵轉(zhuǎn)時能及時斷開電源供應(yīng)，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(shù)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(yīng)裝置，此裝置需與蓄電池并聯(lián)，并提供一個等效于發(fā)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(shè)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(tǒng)構(gòu)架改進提示。

圖6是某商務(wù)車的右后轉(zhuǎn)向燈短路保護特性試驗的測試數(shù)據(jù)。通過測試發(fā)現(xiàn)，短路時電路保護器件 （后轉(zhuǎn)向燈熔斷絲的額定值為20 A）在0.5 s內(nèi)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(fā)現(xiàn)，現(xiàn)用熔斷絲額定值偏大。通過理論計算，后轉(zhuǎn)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(nèi)正常熔斷，說明選擇10A的熔斷絲更為合理，故將后轉(zhuǎn)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(guān)閉車輛上全部開關(guān)狀態(tài)下 （即汽車不在工作狀態(tài)，點火斷開，所有電子模塊在睡眠狀態(tài)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(shè)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(shù)定義為回路通30 min的過載電流 （過載電流的系數(shù)根據(jù)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(yīng)裝置，此裝置需與蓄電池并聯(lián)，并提供一個等效于發(fā)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(shù)，I1為回路熔斷絲的額定值。過電流系數(shù)：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(wù)車的電動窗開關(guān)耐久特性試驗測試數(shù)據(jù) （回路熔斷絲類型：40 A的Jcase熔斷絲）。通過測試發(fā)現(xiàn)，電動窗開關(guān)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(jié)果中可以看出，電動窗開關(guān)耐久特性試驗沒有問題，是合格的。

6 堵轉(zhuǎn)特性測試

堵轉(zhuǎn)特性試驗一般用于整車上存在堵轉(zhuǎn)可能的回路中。眾所周知，電動機是具有堵轉(zhuǎn)特性的電器設(shè)備，所以連接此電器設(shè)備的回路稱為存在堵轉(zhuǎn)特性的回路。對于這些回路，我們還會根據(jù)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(jù)客戶堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，確定堵轉(zhuǎn)電流和PTC跳開時間；將電源供應(yīng)器電壓調(diào)到14.5±0.2 V，電流調(diào)到匹配堵轉(zhuǎn)電流；確定電流持續(xù)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(guān)，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(xiàn)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(guān)15 min，如果沒有出現(xiàn)任何損壞，才定義這個試驗通過。堵轉(zhuǎn)特性試驗測試方法見圖10。

7 結(jié)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(tǒng)測試。通過對測試結(jié)果的分析，我們發(fā)現(xiàn)了一些設(shè)計上存在的不足，并予以及時的優(yōu)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(tǒng)測試對改進整車系統(tǒng)構(gòu)架具有重大的意義。

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

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