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浅谈汽车线束验证方法

作者:博懋电子 日期:2024-03-14 阅读量:340
一、电线束系统设计验证的必要性

电线束连接车辆上所有的控制器、执行器、传感器,在整车中承担着电源分配、信号传递的作用。拿人体做类比,电线束相当于车辆中的血管和神经系统,因此,电线束设计是否合理,直接影响到整车的电气功能安全性及车辆使用可靠性。


综上,电线束设计合理、合适,电线束设计最优化,成为越来越多的主机厂和线束厂商关注的重点。结合产品正向开发模式,通过设计-验证-优化的闭环方式(图1),使整个设计过程完整、可控、最优。


二、电线束设计验证发展及分类

设计验证也可称作“DV试验”,DV,即Design Verifi- cation。电线束的设计验证,主要通过测试来验证设计方案的合理性。而随着CATIA、CHS、IPS等软件的普及和利用率逐渐提高,部分验证工作也可以通过系统仿真实现。


1)软件仿真

2)台架测试

3)实车测试

表1总结了各个测试方法的优劣,目前大多数主机厂都会采取台架测试,少数主机厂会采用实车测试。

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3.1   走向检查

表2  线束走向检查项目举例

3.2    装配性

3.3    电气负载测试

举例:在某车型项目中,测得喇叭的正常工作电流为10.3A,最大电流为11.88A。喇叭的供电回路设计状态为:MINI熔断丝10A,配1.00mm2的导线。

通过实际测试, 发现喇叭士作的正常电流已经超过MI-NI熔断丝的额定容量了,但是由于喇叭是短时工作负载,根据rt的热量积分, 熔断丝不会在喇叭工作一次后马上熔断,而会在喇叭工作若干次,累积效果达到熔断条件后,熔断丝再熔断。这样设计的直接后果是:熔断丝的寿命非常短,用户在实际使用车辆过程中要频繁更换熔断丝。

3.4    电线短路测试

过载测试时,使用电气负载正常工作电流值的135%和20%作为过载电流测试,同样需要确保导线温升在合理范围内的时期内,熔断丝需及时熔断;或在过载过程中,控制器/执行器及时启动过载保护,避免过载电流持续出现。举例:在某车型项目中,在进行鼓风机回路135%过载时,发现在熔断丝熔断前,鼓风机调速模块被烧坏。

出现上述问题后,在鼓风机内设置过载检测装置,出现过载时及时切断电流,避免调速电阻烧毁。

搭铁系统测试主要验证线束搭铁点的电流分布情况,搭铁点出现松动时的故障现象,是否存在反向电流或潜通路,是否出现严重的电气功能故障,避免发生蝴蝶效应或严重危害驾驶安全的故障现象。

上述测试完成后,打开整车所有负载,单独拆除每个搭铁点,观察车辆在搭铁失效时是否存在异常现象,测量被拆除搭铁点上是否存在反向电流,如果存在反向电流,结合电气原理图分析电流产生的原因。

3.6    电压降测试

电压降测试主要验证配电回路到用电器的接口处的电压是否符合用电器的电压要求。一般来说,汽车上的用电器电压范围比较宽泛,例如9~16V都可以正常工作,此时电压降测试的意义并不能很好体现。但是对于具有怠速启停的车辆,停机后再起动时电压会急剧下降,此时就要确认好所有的用电器都能正常工作而不掉电。


对于满足用电器的供电电压需求,但是压降过大的线束回路,也要进行检查,尽可能消除压降,尽可能减少因线束回路引起的电能损耗。
四、总结

从产品正向开发的角度出发,电线束设计验证的相关测试工作可以使开发设计工作形成闭环;从产品优化的角度出发,结合实际零件和实车的测试,可以有效实现产品设计验证及设计优化工作。随着设计品质的不断提高,设计验证工作逐渐向前期验证、系统仿真验证的方向发展。

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