汽车线束安全测试研究

情况，有非常重要的意义。短路测试主要验证导线和保险之间的匹配情况，目前的导线和保险之间的匹配都是基于理论工程参数 进行，但实际产品由于参数的偏差等因素叠加会导致实际不匹配的情况，对导线和保险进行人为短路模拟测试，可以有效验证设 计的精确性，修正设计。失效测试主要验证在保险和接地失效的情况下整车线束的安全情况。该测试研究有效保证即使在常见的 异常故障模式下线束的安全，使得设计更加合理。关键词：负载测试；短路测试；失效测试中图分类号：U461.91

文献标志码：A 文章编号：1674-1986 （2019） 03-065-04Research on Safety Testing of Automobile Wire HarnessYE Jinfei(Technical Center Passenger Vehicle Product Development Electric System Design Department,Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Hefei Anhui 230601, China)Abstract: The process of harness development and verification was described. It mainly includes load test, short circuit test and failure

test. The load test mainly tests the electrical parameters of each electrical component working under single load and full load under various

working conditions to verify the rationality of wire harness design, such as wire type selection and insurance type selection. The function is to carry out in the vehicle environment, to avoid the inaccurate parameters of single load test affecting the design, to improve and modify the original design, and to avoid full load testing. It is very important that the design margin is too large after simple overlay of single load. The short circuit test mainly verifies the matching between conductor and insurance. The current matching between conductor and insurance is based

on theoretical engineering parameters, but the actual product will lead to actual mismatching due to the deviation of parameters and other

factors. The artificial short circuit simulation test of conductor and insurance can effectively verify the accuracy of the design and modify the design. The failure test mainly verifies the safety of the whole vehicle harness in the case of insurance and ground failure. The research can effectively ensure the safety of the harness even under the common abnormal fault mode, making the design more reasonable.Keywords: Load test； Short circuit test； Failure test0引言汽车线束设计的验证工作随着设计研发的不断细化也越来 越精准化，最初采用实车路试验证匹配情况；之后发展到针对 各电器件的单负载测试和全负载测试，用于修正完善设计；最

越来越得到重视。汽车线束安全首当其冲引起大家的注意。

汽车设计的V模型m在此同样适用，在设计结束后就需要 进行相应的测试验证（见图1）。后发展到模拟不同的电器工作工况下电气参数的测量，进行更

加完整细化的设计，甚至在各种失效工况下都要确保线束的安 全。本文作者旨在从设计角度保证各种工况下车辆的安全使

用，同时也通过各种工况下电器参数的采集，对系统进行精准 设计，优化设计过余，提高安全系数。1汽车线束安全测试发展历程随着汽车的普及以及汽车上电器件的逐渐增多，汽车安全 收稿日期：2019-03-01作者简介：叶金飞（1984—）,男，本科，研究方向为汽车电器。E-mail： yjinfeil23@163.com。图1

设计冻结］“V”模型开发流程研究与开发Automobile Parts 2019.03065随着测试手段完善以及研究的不断深入，测试的项目不断

增多，测试的内容也不断完善。1.1汽车线束安全测试发展历程图2所示为某主机厂的线束安全性测试的发展历程。单负载测试全负载测试绝对短路测试实车路试*135%加载测试200%加载测试保险失效测试接地失效测试1.2汽车线束安全测试介绍整车电气系统的电性能测试主要包括电源系统测试、接地

系统测试和线束零部件测试，总体可以将所有的测试分为系统

稳定性测试和线束安全性测试⑵。汽车线束的安全测试项目主要有负载测试、短路测试和失

效测试。负载测试主要是对整车电器件在不同工况下工作电流、电

压等电参数的测试，目的是为了核实设计状态下电参数的准确 程度，根据实测电参数对设计进行优化和修正。根据测试的负

载多少又分为单负载测试和全负载测试：单负载测试为单个电 器件的电气参数；全负载测试指某个保险丝下所有负载的电气

参数。短路测试主要分3部分：绝对短路和部分短路（负载保险 容量的200%加载和负载保险容量的135%加载）。主要考察保

险和导线的匹配情况（以导线温升和保险丝熔断时间为判断 基准）。失效测试主要考察保险丝和接地失效后是否会出现共电源

或共接地点模块之间存在潜在回路，以及出现潜在回路后功能

是否正常、导线能否承载潜在电流。2汽车线束安全测试方案研究测试作为汽车设计过程中的重要组成部分，包括的内容也

很多，此处重点讨论线束安全测试方案，具体的测试结果匹配 计算等过程文中不进行详细介绍。2019.03 Automobile Parts066研究与开发2. 1负载测试负载测试包括单负载测试和全负载测试，需要的设备有： 可编程直流电源、混合信号示波器等。单负载测试是针对整车所有的负载在负载位置附近对负

载的电气参数进行逐一测试，包括瞬态和稳态。瞬态包括其 瞬态电压、电流，以及持续时间等，稳态包括电器负载工作 稳定后的电压、电流值等⑶。该测试为负载保险丝和导线选

择提供数据支撑。图3为某负载测试的特性曲线，通道1测试的为电流随时 间的变化，在负载打开的瞬间（60 ms时）出现接近30 A的冲

击，在80 ms时恢复到5 A左右。根据此特性在选择保险丝时

需要考虑能否承受30 A的冲击电流，还要长时间承受5 A的稳

定负载。（b）通道2图3负载测试全过程监测曲线通道2为电压随时间的变化，也是在60 ms时电压由0 V

迅速增加到14 V左右，随之一直稳定在此参数范围内，说明

系统一直维持在零部件能够接受的9-16 V范围内，系统稳定 合理。全负载测试在保险丝位置测试保险丝下级负载逐一开启整 个过程中通过保险丝的电流值。整个测试过程包括静态测试和

动态测试，可以进行正常工作的负载直接进行静态测试即可, 但如ABS、EPS等在车辆静态和动态运行时有较大差异的负载

需要进行动态测试。确保测试参数能够反映正常使用车辆时负

载的实际情况。2. 2 短路测试短路是整车电器安全中危害等级最高的故障模式，导线出 现磨损或者老化后可能会和车身金属部位产生接触导致短路,

轻则保险丝熔断，电器负载失效，重则导线融化出现火灾。短 路按照其和车身接触程度将其分为绝对短路和部分短路。绝对 短路即导线完全和车身接触，此种工况下短路电流大，保险丝

-般会在较短时间内熔断，起到保护导线的作用。部分短路是 由于导线和车身未完全接触或者在运动过程中出现间歇性接触

的情况，此种工况危害性较大，由于短路的非完全性会导致局

部持续发热，同时也一直未达到保险丝的熔断条件，一段时间 后会出现由于发热导致导线烧蚀，甚至出现火灾⑷。短路测试通过模拟电器负载的绝对短路和部分短路，测试 导线温升和保险丝熔断时间等参数来实测保险丝和导线的匹配

是否合理。需要的设备主要有：可编程直流电源、混合信号示 波器、带测温功能万用表、热偶测温探头等。短路测试整个流 程如图4所示。|过载「短路測试|图4短路测试全流程图绝对短路的测试方法为在负载处将负载的电源线和接地线

直接短接，观察记录保险熔断时间和导线发热温度参数和绝缘 表皮融化情况。判断标准见图4。部分短路的测试方法为在电器负载接插件处施加保险丝容 量的200%和135%的模拟负载，观察记录保险熔断时间和导线

发热温度参数和绝缘表皮融化情况。对短路测试方法作两点补充说明：(1) 选择在电器负载最终点进行短路测试的原因为在整个

导线回路中，电源到负载最终点的阻值最大，针对相同的短路 情况如果在此点进行短路测试保险丝都能有效保护导线，那么 保险丝在此种特定短路情况下任何点发生短路都能有效保护

导线。(2) 部分短路测试选择施加保险丝容量的200%和135%的

模拟负载是因为保险丝标准ISO 8820-3-2015有如下要求：当

保险出现200%和135%过载时必须在规定时间内熔断，便于有

判断标准⑴。表1为缓熔保险丝过载熔断时间对应表。表1缓熔保险丝过载熔断时间对应表试验电流/

C, F型 E型A最小值最大值最小值最大值人—360 0000C1%360 00000——1.35/；0. 75600609001.6人0. 2550102002- 0人0. 1552603.5人0.040.50.276人0. 020. 10.041注：横线“一”表示此项试验项目不做要求；a表示100 A熔断器 无需此项目。2.3 失效测试失效测试主要分为保险丝失效和接地失效两种。主要考察

保险丝和接地失效后是否会出现共用保险以及共用接地点的模

块之间存在潜在回路，以及出现潜在回路后功能是否正常、导 线能否承载潜在电流⑹。如图5中接地失效后，电流方向即由

a、b走向变更为c走向。图6中电源FS1失效后，电流走向可

能由a变为6。图5接地失效模式潜在电流示意图判断内容如下：(1)主要考察的功能有：正常的发动机运行、自动挡换挡

研究与开发Automobile Parts 2019.03067是否正常、灯光使用是否正常等影响安全的功能；若安全性功 能被影响，需从设计上规避这种情况的出现。（2）若导线能够承载潜在电流，则认为没有风险；若导线

保险丝未出现熔断，说明保险丝质量合格，但在保险丝熔断前

导线温度由25弋升至13& 4七，超过了 FLRY-B的承受温度， 导线开始融化，说明导线也是合格的。之所以会出现导线融化 只能说明在实际的匹配过程中导线偏细或者过流能力不足，需

不能承载潜在电流，则需要修改设计。如图5和图6均需判断 是否存在电线承载能力的情况。重新匹配，建议导线更改为8m2o3汽车线束测试案例分析图7导线融化示意图。4结论主要论述了设计开发过程中线束安全测试的方法，通过测 试出来的数据和结果验证线束设计的精准性，修正优化该设计 方案，确保线束以及整车的安全。此测试方案对负载测试进行 细化，分为不同工况等级下整车的工作情况，增加了车辆的安

全系数，强化了冗余设计的理念。参考文献：[1 ]徐科军•电气测试技术[M ] •北京：电子工业出版社,2013.[2] 周培俊，邵立东.汽车电气系统[M].北京：机械工业出版社，

2007.[3] 左效波•汽车电子电气设备检测与维修[M] •北京：电子工业岀

图7导线融化示意图版社,2016.[4] 孙仁云，付百学.汽车电器与电子技术[M].北京:机械工业出版

某车型进行EPS电机回路短路测试时发现：EPS电源使用60 A保险匹配6 m2 FLRY-B导线。在做200%过载测试〉50 s

社,2006.[5] 道路车辆熔断器第3部分:C型（中等）、E型（大电流）和F型

时，导体温度从25乞升至13& 4乞保险丝未熔断，导线绝缘层 （微型）带焊片的熔断器（刀式）：ISO 8820-3-2015[S].2015.[6] 陆广华•汽车电气维修[M]•北京:人民邮电出版社,2014.出现熔化；在时间尚未达到标准上保险的熔断判断上极限60 s,

创新驱动未来大陆集团重庆研发中心正式投入运营2019年3月6日，大陆集团宣布其位于重庆的研发中心正

出行和出行服务等新领域的新需求，满足人们对未来出行更趋 多样化的诉求。期待更多怀有相似愿景的合作伙伴能够结合大

式投入运营。重庆研发中心总投资2. 8亿人民币，第一期建筑 面积约15 000 m2o新研发中心的投入运营标志着大陆集团在中

陆集团强大的研发实力共同开发和测试出行领域解决方案并将 其商业化，以满足中国市场未来出行的需求。”大陆汽车集团

国研发基地增至18处。大陆集团重庆研发中心致力于开发汽 车电子产品，包括车身及动力总成的产品和解决方案，尤其是 在网关、电动闭锁系统、车身控制器及变速箱控制器领域的研 发与测试。预计到2020年底，约有400名员工将在此开展与 未来出行相关的研发工作。首席技术官安佩德博士表示。创新开放、多元化的绿色研发大楼重庆研发中心共设有两幢建筑，分为研发办公楼和实验 楼，内设有多个大型实验室，涵盖质量、车身及安全、变速箱 及摩托车等多领域测试试验，可同时容纳超过400人办公。研

提升本土创新能力，促进跨领域合作中国汽车产业正在经历前所未有的转型变革，幅员辽阔的 中国西部是中国汽车产业增长的新引擎，重庆是西部地区最重 要的汽车产业重镇，近年来汽车制造商逐步在该区域建立工厂

发中心安装PM2. 5实时在线监控系统，首次采用遮阳百叶及遮 阳帘技术，通过小型气象站实时调整办公区域自然采光。此

和研发中心。“伴随着重庆研发中心的正式投入运营，大陆集 团将进一步提升本土研发创新能力，吸引更多优秀的研发人 才，促进跨领域合作，加强与客户更紧密的合作以满足中国汽 车市场未来发展的需求。”汤恩先生表示。未来的汽车发展趋势是电驱动的，是完全互联的并且可以

外，研发中心设有图书馆、健身房及空中花园，为员工提供舒 适、便捷的办公与休憩环境，以实际行动打造业内最具吸引力 及最具进取心的雇主形象。作为具有高度企业社会责任的大陆 集团，研发中心屋顶装有太阳能热水系统，配备雨水收集灌溉 系统，收集园区道路的雨水用于植被灌溉，节约水资源。整个

自动驾驶。中国的汽车行业也在朝这个方向转型并且在某些领

研发中心拥有极高的绿化覆盖率，并获得重庆市绿色节能建筑 证书。域发展迅速引领市场。大陆集团将充分利用全球领先的研发和 工程能力，并针对本土市场需求开发定制化的解决方案。“大 陆集团通过增强其在重庆的研发能力，更好地服务客户在智能

创新的开放式办公环境，灵活高效的研发机制，站在前瞻 的视野，为未来出行提供全方位研发支持。（来源：俞庆华）2019.03 Automobile Parts068研究与开发