黃群秀（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州545007）

整車電氣性能的測試和提升

黃群秀
（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州545007）

本文列舉了驗證整車電氣系統(tǒng)性能需要做的測試項目，闡述了各測試項目的測試方法。通過測試結(jié)果，分析測試中性能偏差項的原因，得出整改的必要性和整改方案，最終保證和提升了整車電氣性能的可靠性。

整車電氣；電氣性能；性能測試；性能提升

前言

隨著人們對汽車可靠性和舒適性要求越來越高，汽車的電氣系統(tǒng)越來越復雜。為了更好地驗證電路系統(tǒng)設計方案,需要進行整車靜態(tài)功能測試,來驗證各個電氣系統(tǒng)的設計是否符合前期制定的設計目標。在進行整車電氣性能測試之前，電氣問題只能在一些車輛路試驗證、常規(guī)電氣功能檢查中發(fā)現(xiàn)，更全面完整的問題和更深層次潛在失效模式無法發(fā)現(xiàn)。整車電氣性能測試系統(tǒng)地從電氣系統(tǒng)的電源分配、接地電流、接地懸浮、線束溫度場、車輛啟動性能、整車線束回路短路和過流狀態(tài)、車輛感性負責工作狀態(tài)、拋負載工作狀態(tài)這九個完整涵蓋電氣系統(tǒng)特性的方面進行測試，除了測試電器正常工作時電氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時在各惡劣情況的失效模式下進行測試，更全面完整更深入地保證電氣性能的可靠性。本文詳述九項整車電氣性能測試中的三項：整車電源分配測試、整車接地電流測試、整車接地懸浮測試。

1　汽車電氣系統(tǒng)及電氣性能測試概述

整車電氣性能測試通過測試設備模擬各開關輸入，記錄在正常工況或各失效模式下所有電器的工作參數(shù)或其它參考指標。從這些參數(shù)和指標，分析整車電氣系統(tǒng)的可靠性，找出測試偏差事件，并分析偏差事件的原因、整改的必要性及整改措施。

2　三大電氣性能測試及提升

2.1整車電源分配測試

測試目的：該測試是驗證整車充電/供電系統(tǒng)是否合理。

測試方法：安裝測試設備，整車點火狀態(tài)切換到IGN-ON/怠速，在負載單獨工作或整車負載一起工作兩種情況下，待負載工作穩(wěn)定后，采集并記錄每個用電器的工作電壓和電流。圖1是全負載測試示意，圖2是單負載測試示意。

評價標準見表1，需要滿足所列八項要求。

表1　整車電源分配測試性能要求

以上評價標準中的1～4可以直接在測試中得到結(jié)論，6～8需要通過測試數(shù)據(jù)計算得出結(jié)果，其中汽車導線截面積與電流對應關系參照《BOSCH汽車電氣與電子手冊》，列于表2：

表2　汽車導線截面積與電流對應關系表

拿某一車型的測試結(jié)果為例說明，表3為該車型整車電源分配測試出現(xiàn)偏差事件的記錄，包括保險等級、負載描述、線徑、線號、電壓模式、峰值電流、平均電流、性能偏差等八項：

從測試結(jié)果可以看出存在第5和第7偏差項，對照表1可知，該車型存在保險絲額定電流與負載電流不匹配事件及線束導線截面積與保險額定電流不匹配事件。

圖3為序號6偏差事件暖風機導線截面規(guī)格與電流不匹配的原始數(shù)據(jù)，分別為在14.5V和13.5V外接電源電壓下，點火開關打到ON檔，暖風機從一檔開至四檔，然后四檔到一檔，然后猛開至四檔的電壓電流曲線，橫坐標為時間軸，左邊縱坐標為保險處電流，右邊縱坐標為保險處電壓。

表3　整車電源分配測試偏差事件記錄

根據(jù)測試結(jié)果分析計算，得出測試性能偏差矩陣（見表4），同時結(jié)合實際情況，分析偏差事件的原因，得出是否需要整改以及整改措施。

經(jīng)過測試分析及整改后，該車型整車電源分配系統(tǒng)存在的問題得到解決，整車電氣性能中的電源分配項安全、合理，滿足各項要求。

2.2整車接地電流測試

測試目的：該測試是驗證整車接地線是否能夠承受用電器的電流沖擊及長時間帶載；同時驗證當某一接地點失效時，是否對其它用電器形成沖擊損壞。

測試方法：安裝測試設備，在點火開關OFF檔狀態(tài)下，記錄蓄電池電壓電流。然后整車點火狀態(tài)切換到IGN-ON/怠速，打開整車負載，待負載工作穩(wěn)定后，采集并記錄各個接地點的電流。斷開某一個接地點，記錄各個接地點電流變化，如果某個接地點電流增大，對該接地點下的每根地線分別進行接地點失效前后測試。關閉所有負載，記錄蓄電池電壓電流。重復以上，直到完成所有接地點的測試。

評價標準：

（1）整車接地電流評價標準參考表2汽車導線截面積與電流對應關系表判斷；

（2）某一接地點失效時整車接地電流評價標準：

a、 當某一接地點失效時，其他接地點所屬接地線通過電流不應高于線徑允許的設計值

b、當某一接地點失效時，與該接地點無關的負載應能正常工作；

（3）某一接地點失效時，整車休眠與喚醒時間、整車靜態(tài)電流不應受到影響。

拿某一車型的測試結(jié)果為例說明，表5為接地失效時其余接地點電流變化記錄。

從表5可以看出，各接地點線徑與電流匹配；某一路接地失效時，存在某些接地電流增大的情況，但增加的電流不會導致接地線電流超過導線額定安全電流的情況。測試結(jié)果中評價標準（1）及評價標準（2）中的a項OK。

表4　性能偏差整改矩陣

表5　接地失效時整車接地點電流測試結(jié)果

表6為該車型整車接地電流測試出現(xiàn)偏差事件某一部分的記錄，左兩列為各個接地點及對應的電器功能描述，第一行為各個接地點名稱，從第三列開始為各接地點整車或某一接地點失效時各個用電器的工作狀態(tài)，正常工作則打√，不工作則打×，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象則描述清楚現(xiàn)象。

從表格中的測試結(jié)果可以看出左前接地失效和儀表左接地失效時出現(xiàn)偏差項，其他接地失效時未發(fā)生整車功能紊亂現(xiàn)象。左前接地失效后，開啟大燈后前雨刮刮刷，關閉大燈和后前雨刮刮刷3次后停止，是由于左前接地失效后，開啟大燈時，會有高電平信號通過前雨刮電機給到BCM，導致前雨刮刮刷。儀表左接地失效后，打開前洗滌時尾門鎖打開，是由于BCM接地位于儀表左接地，儀表左接地失效后導致BCM控制出線紊亂，該問題影響到車輛正常行駛中的安全性，需要正分析執(zhí)行整改措施。圖4為儀表左接地失效后各接地點電流曲線記錄。

各接地失效時，整車休眠時間和整車靜態(tài)電流測試結(jié)果如表7。由表7可以看出，儀表左接地失效時，整車休眠時間變長，640s才休眠；其他接地點失效時，整車休眠時間和整車靜態(tài)電流未受太大影響，在可接受范圍內(nèi)。

從各測試結(jié)果可知，儀表左接地失效不滿足測試標準（2）中的b和測試標準（3）。整改措施為在儀表左接地和儀表右接地中增加一根電線連接起來，實現(xiàn)復式接地，避免當儀表左接地失效后出線的影響車輛行駛安全的問題。

表6　整車電源分配單負載及全負載測試結(jié)果

表7　接地失效時整車休眠時間及靜態(tài)電流測試結(jié)果

圖5上方為儀表左接地失效后經(jīng)過增加的復式接地線的電流曲線，圖5下方為儀表右接地失效后經(jīng)過增加的復式接地線的電流曲線，從曲線圖可知，復式接地線最大電流11.6A，滿足導線額定安全電流。經(jīng)過測試，整改措施有效解決偏差事件，且不影響整車正常功能，滿足整車接地電流測試。

圖6為整改措施實施后，儀表左接地和儀表右接地失效后，整車靜態(tài)電流曲線和整車休眠時

經(jīng)過測試分析及整改后，該車型整車接地電流系統(tǒng)存在的問題得到解決，整車電氣性能中的接地電流分配項安全、合理，滿足各項要求。

2.3整車接地懸浮測試

測試目的：懸浮電壓的存在可能造成用電器工作電壓低于額定電壓。若懸浮電壓較大，將導致用電器無法正常工作，如車輛近光燈過暗、雨刮電機無法工作等，這些問題使得車輛處于非安全行駛狀態(tài)，易發(fā)生安全事故。通過接地懸浮測試，能夠獲得各個接地點與蓄電池負極之間的電壓降參數(shù)，判斷整車接地設計是否合理。

測試方法：安裝測試設備，整車接地正常時，在整車電源模式IGN-ON（Engine-OFF）狀態(tài)下，記錄IG1、ACC、IG2的電壓，逐一打開負載，等待10s以上，然后逐個關閉負載，記錄最大電壓值。然后在整車電源模式IGN-ON（Engine-OFF）狀態(tài)下，依次斷開各個接地點，記錄IG1、ACC、IG2的電壓，逐一打開負載，等待10s以上，然后逐個關閉負載，記錄最大電壓值。圖7為整車接地懸浮測試電路簡圖。

評價標準：

（1）整車接地正常在IG ON，Engine-O F F和I GO N，E n g i n e-On工況下各接地點懸浮電壓的連續(xù)偏移量（＞500 ms）均低于+1V；

（2）某一接地點失效時，其余各接地點懸浮電壓的連續(xù)偏移量（＞500ms）均低于+1V：

（3）各接地點失效時，整車IG1、ACC、IG2的電壓無異常。

拿某一車型的測試結(jié)果為例說明。針對三個評價標準，分三個方面對測試記錄結(jié)果進行分析。

第一方面：表8為整車接地正常時接地點懸浮電壓測試記錄。測試結(jié)果滿足測試標準（1）。

表8　整車接地正常時接地點懸浮電壓測試記錄

表9　整車某一接地失效時其余各接地點懸浮電壓測試記錄

第二方面：表9為整車某一接地失效時其余各接地點懸浮電壓測試記錄。測試結(jié)果滿足測試標準（2）。

第三方面：表格10為整車某一接地失效時整車IG1、ACC、IG2的電壓測試記錄。測試結(jié)果不滿足測試標準（3）。

表10　接地失效時整車IG1、ACC、IG2的電壓測試記錄

從測試結(jié)果可知，當G113接地失效時，整車IG1、ACC、IG2的電壓出現(xiàn)異常，導致車輛無法

經(jīng)過分析得出結(jié)論，右側(cè)窗電機和PEPS都在G113搭鐵。G113斷開后，操作車窗，PEPS的地變?yōu)楦唠妷海瑢е翽EPS不能正常工作，不能控制IG1、ACC、IG2的繼電器保持吸合，導致整車IG1、ACC、IG2掉電。解決措施為，把電機等大功率負載和控制器分開搭鐵，即把PEPS接地點由G113A調(diào)整到G113B。措施經(jīng)過驗證有效，解決了整車接地懸浮測試中發(fā)現(xiàn)的重大問題。

3　總結(jié)

本文詳細闡述了整車電源分配測試、整車接地電流測試、整車接地懸浮測試的測試方法及評價標準。從測試結(jié)果分析整車電氣系統(tǒng)的可靠性，找出測試偏差事件，并分析偏差事件的原因、整改的必要性及整改措施，解決了車輛使用各項顯性或隱性的電氣安全問題，提高了整車電氣性能的可靠性，保證了車輛運行的安全性和舒適性。

［1］王善超.汽車搭鐵技術(shù)［J］.裝備制造技術(shù), 2014（4）：112-114.

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［5］張明森.車的電量平衡計算［J］.汽車電器, 2010（10）：11-15.

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張凡武：

現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)的復雜性不斷增長，進行整車電氣系統(tǒng)功能和性能測試是驗證電氣系統(tǒng)是否符合設計目標的主要手段，其測試方法和評價標準十分重要。針對整車電氣系統(tǒng)性能測試，本文重點闡述了整車電源分配、整車接地電流、整車接地懸浮三個項目的測試方法及評價標準。根據(jù)測試結(jié)果，分析測試中性能偏差項的原因，得出整改的必要性和整改方案，解決車輛各項顯性或隱性的電氣安全問題，保證和提升整車電氣性能的可靠性。本文介紹的測試和評價方法對汽車電氣設計和測試工程師

The test and improvement of electric performance

HUANG Qun-xiu
（ SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.Liuzhou545007, China ）

This paper firstly shows the nine testing items and the test methods. Than analyse the reasons of the deviations. lastin event of deviations, propose and implement corrective actions.

electrical system of vehicles； electric performance； performance test；Performance improvement

U462.3

A

1005-2550（2016）03-0073-07