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浅析汽车线束安全试验

文档作者：陶莹汪振兴孙丰超文档来源：安徽江淮汽车集团股份有限公司		点击数：	更新时间： 2021年05月08日
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⋯⋯⋯。汽车实用技术2017年第l期
钡9试白!c{硷AuToMoBlLE APPLIED TEcl{NoLoGY iii÷‘雨167r
10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．02．056
浅析汽车线束安全试验
陶莹，汪振兴，孙丰超
(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601)
摘要：整车线束安全试验即为通过对整车线束回路在电器件各种运行工况下的电压、电流测试，实践校核整车线
束、电器件的匹配合理性及安全性，避免因设计计算遗漏及特殊工况下电器件的性能偏差行为导致的线路故障、失
火风险及电器功能失真。整车线束负载安全试验主要包含：单负载试验，全负载试验，短路试验，静态电流测试。
关键词：线束匹配；电气安全；单负载试验；全负载试验；短路试验；静态电流测试
中图分类号：U463．62 文献标识码：A文章编号：1 671—7988(201 7)02—1 64一04
Automotive wiring harness is analysed safb锣test
Tao Ying，W抽g压enxing，SuIl Fengchao
(Anhui Jianglmai Automobile Co．，Ltd．，Anhui Hefei 230601)
Abstract：Hamess safety test Vehicle is tlle Vehicle wiring h锄ess 100p through a varie哆of operating conditions in me
elec仃ical components ofVoltage，cun．ent testing，practice checl(ing协e Vehicle、)lriring harness，electrical pans锄d safety ofa
reason a_ble match to aVoid design calculations aIld special conditions missing pieces of me perfomlaIlce of tlle deviant
behavior of electrical 1ines leadiIlg to failure，the risk of fire aIld elec仃ical缸lction of distortion．H锄ess sa6蚵test vehicle
load consists mamly of．a smgIe load test，如ll load test，short-circuit teSt，static current testillg．
Keywords：Harn船s match；electrical safb锣；a single load test；fuU load test；short-circuit test；static cun．ent testing
CLC NO．：U463．62 DocuInent Code：A ArticIe ID：167l-7988(2017)02-164-04
刖舌
随着电气电子技术在整车上的广泛应用，汽车电气也越
来越受到整车厂及广大消费者的关注与重视。而随着整车电
气模块的越来越多，对整车线束也提出了更高的要求，线束
回路越来越多，线束系统也越来越复杂。在设计匹配整车线
束时，不仅要充分计算校核各回路导线、保险、开关及电器
件的匹配情况，还需详细完备的通过试验测试每个线束回路
工作状况，检验整车线束匹配的合理性及安全性。线束回路
设计的不够合理，轻则导致电器件功能失效或故障影响功能
使用甚至行车安全，重则因电器件或线路的烧蚀而引起整车
失火。
作者简介：陶莹(1990一)，女，助理工程师。就职于安徽江淮汽车
集团股份有限公司技术中心商用车研究院，主要从事汽车线柬方面
的研究。
整车线束安全试验即为通过对整车线束回路在电器件各
种运行工况下的电压、电流测试，实践校核整车线束、电器
件的匹配合理性及安全性，避免因设计计算遗漏及特殊工况
下电器件的性能偏差行为导致的线路故障、失火风险及电器
功能失真。整车线束负载安全试验主要包含：单负载试验，
全负载试验，短路试验，静态电流测试。
1、试验方案
试验前首先须对整车进行车辆验收，须详细检验整车各
项电气功能的实现情况，并做好记录，避免因电器功能失效
或错误而影响试验的进行。同时须记录整车各电器件的功率
及负载特性情况，以明确试验的目的，避免试验操作错误影
响试验数据的准确性和有效性。某车型电气参数统计如表1
所示：
万方数据
165 汽车实用技术2017年第2期
表1整车电气参数表
试验
编号
负载功能描述咆气参数各注
1 盖电1也11V，70l_^H
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24 车车膏审机l{A 氍性开伴
此外，试验前还需按线柬回路表确定试验项目，将需要
测试的电源回路及信号回路统计录入表格，明确试验项目。
表2是某车型部分测试项目
表2测试项目统计表豇瓣Ⅱ盈t险l 描造岫’ |载I孵
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1．1试验设备
试验设备内含：300A直流电源，800A直流电源，示波
器，万用表，电压探头，电流探头，温度探头，数据采集卡，
数据采集器，工控电脑，短路器，负载模块。通过以上设备，
可测量插件、保险盒最大耐电流、电压降，线束短路保险、
线路最大耐电流，保险回路短路时的瞬间电流、负载状况等
数据，为验证计算校核提供数据支持。
1．2试验方法
1．2．1单负载试验
单负载特性试验是通过测量单独负载在不同的工作状态
时(启动时，正常稳定工作时及电动机负载在堵转时)的电
压电流，以描述负载的动态及稳态特性，并确认负载正常工
作的工作电压。这一试验需要一个电源供应装置，此装置需
与蓄电池并联并提供一个等效于发电机输出的一个伏值为
14．5±O．2V的电压(12V电源系统。24V系统则等效输出28
±o．2V电压)。图1描述了单负载特性试验测量的电路连接
方法。一般需测试用电器的瞬态和稳态工作状况，如用电器
是电机类负载，还需测试堵转工况下的电器状态。
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图1 单负载测试电路图
1．2．2全负载试验
在整车线束匹配中，由于用用电器电源较多，电器盒受
空间等限制，很难实现每一个电源回路都匹配独立保险保护，
实车中往往会多个用电器共用电源保险，这里就涉及到全负
载试验。全负载试验即测试单一保险下的所有用电器总电流、
电压在各工况下的状态表现(特指单一保险下挂多回路电源
情况)。其操作和单负载试验基本一致，电路接线图如图2
所示：
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图2全负载试验接线图
1．2．3短路试验
短路试验的评价参数定义为平均的短路电流值和电路保
护装置开放的时间。这一试验需要一个直流电源供应装置，
此装置需与蓄电池并联并提供一个等效于发电机输出的一个
伏值为12．75±0．2V的电压(24V系统则等效输出25．5±0．2v
电压)。此外，在短路的过程中，线路不能有损坏。图3描述
了短路特性试验测量的电路连接方法。
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幽3短路试验接线图
1．2．4静态电流试验
静态电流定义为关闭车辆上全部开关状态下(即在汽车
不在工作状态，点火开关关闭，所有电子模板在睡眠状态下)
蓄电池的供出电流。静态电流的测量需要一个充满电的蓄电
池。图4描述了静态电流测量的电路连接方法。对于整车静
态电流的测量，探针需要移动到整车蓄电池的高电位上。
万方数据
2017年第2期陶莹等：浅析汽车线束安全试验166
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图4静态电流测试接线图
2、试验结果及数据应用
2．1单负载试验结果
单负载试验通过测试采集独立负载的在瞬态、稳态及堵
转(特指电机类负载)状态下的工作电压、电流，可以为设
计提供以下信息和数据：
负载实际工作电压范围；
负载功能实现状况；
负载对系统的影响；
回路导线、保险、继电器、开关匹配选择的安全性、合
理性。
例如，测得某车型后雾灯工作特性如下图所示：
置lll羹譬。i：．|羔i臻曩缓_．．蠹j．．蔓．i．i囊．．；蠢≮l
}¨，≯’y曩譬j。‘叫j一⋯一⋯}{}誉j
i臣道lz电流
最大值；14．40^
谨逼2。电压
最大值：14”v
图6压缩机稳态曲线
鞣积甄——～
{豁。警，。
图6左后雾灯稳态曲线
2．2全负载试验结果
全负载试验即为测试采集某一线路保护元件(保险、易
熔线等)下挂的所有负载在各工况下所表现出来总特性。全
负载特性曲线同样包含瞬态、稳态、堵转(电机类)三种状
态曲线。全负载主要为验证线路保护元件、开关及继电器匹
配的合理性作用。下图是后雾灯保险全负载特性曲线，该保
险容量10A，下挂左后雾灯、右后雾灯两个负载。
最太值：23．4弛
通1堇2；电压
最大值：lq 57v
图7后雾灯全负载瞬态特性曲线
平均值．3 7轧
迳遘2t电医
罕端值。11}∞
幽8后雾Ⅸ】全负载稳态特’|生曲线
2．3短路试验结果
短路测试的数据主要为短路电压、短路电流、熔断时间。
设计可根据此数据对线路的保护结果进行明确的判断，检验
线路保护设计的合理性。试验车型的后雾灯短路特性曲线图
9所示：
最太值：40．77^
△t：109日8瞻
遘遘2；电压
最大值，11．Oev
图9左后雾灼短路特性曲线
2．4静态电流试验结果
静态电流又称暗电流，该参数主要作用为计算整车静置
时间，防止因车辆长时停放而导致电池亏电车辆无法启动。
试验测得该试验车型静态电流为20mA。通常设计之初都会
对整车各模块静态电流进行分配与限制，如果试验测得整车
静态电流超过设计目标，则需测量各模块静态电流，确认整
改方案。
万方数据
167 汽车实用技术2017年第2期
2．5试验数据应用
下面以后雾灯回路为例，简单介绍一下试验数据的应用
及设计验证方法。
在图6左后雾灯单负载瞬态曲线中，我们可知左后雾灯
回路的冲击电流为14．40A。我们可以依据此数据对左后雾灯
灯泡进行模拟脉冲试验，测试其耐久性。同时，我们也可根
据瞬态曲线计算出该冲击电流与保险的相对12t，由相对12t的
比率，可查保险能承受此脉冲电流的冲击次数，亦即保险在
此冲击电流下的耐久次数。如图10，当某电器冲击电流的相
对12t为41％时，可查得保险耐冲击次数为4500次。蚕”∞∞∞∞∞∞∞㈤*Fh——0L—+———一——一———一——4——一—+■斗⋯一一—．一—4—+一—-一}一+
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图10相对12t曲线
瞬态曲线的详细应用计算可参照《美国力特保险丝产品
介绍和选用培训》一文，此文不再详细介绍。针对电机类带
浪涌电流的负载，必须采用此种方法计算校核保险的选用，
不能简单的应用功率数据来计算保险匹配，负载特性曲线的
测量必不可少，本文不再举例。
稳态曲线一般是作为保险、导线校核用，首先可根据稳
态电流与额定电流的比较判断电器件的负载状况，判断在整
车上该电器件是否处在合适的工作范围。根据稳态电流，需
要对整车保险、导线、开关、继电器选择进行一次重新校核。
首先根据此参数判断继电器开关的触点容量是否满足实际使
用要求，然后结合环境温度系数、电线允许电流、电线发烟
时间、保险短时熔断电流等参数进行回路的再次验证计算。
具体的导线、保险匹配计算方法本文也不再赘述，各整车厂
都有详细的计算校核方法。
短路曲线的应用一般需结合太平洋、力特等国内主流保
险厂商意见，判断回路保护是否合理，通常保险的熔断时间
为几十或几百毫秒，如果保险熔断时间过长，导线即存在失
火风险，具体可结合短路电流和短路电压，对照导线的熔断
曲线进行比较判定。我司一般采用日标导线，导线熔断曲线
在JASOD标准里全部都可查找到，本文不再举例。
静态电流的应用主要为估算整车静置时问，根据经验，
一般蓄电池的亏电20％后，车辆启动即存在风险，试验车辆
采用90Ah容量铅酸电池，测得静态电流20mA，可根据公式
t=c／I=90×20％／o．02=900h=37．5天，即整车静置37．5天后车
辆可能无法启动。
此外，整车厂大多积累有多个车型的试验数据库，类比
法也是一种常用的数据检验判定的方法。
3、结论
电气安全试验实践校核了整车线路、电器匹配的合理性
及安全性，避免因计算遗漏及特殊工况下电器件的性能偏差
行为导致的线路故障、失火风险及电器功能失真，为整车线
束、电器匹配提供了详尽的数据支持。电气安全试验不仅能
大大提高整车电气安全，同时还可为整车线束成本优化支持，
通过该试验我们可以计算出安全条件下的最优配线方案，节
约线束成本。整车电气安全验证试验的开展，对整车电气系
统开发具有重要意义。
参考文献
【l】整车电气安全验证试验测试报告(南通友星)
[2】整车电气系统测试一能力介绍(Dekmi)．
[3】美国力特保险丝产品介绍和选用培训．
万方数据

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