整車電路系統(tǒng)的主要作用一方面是將各個電器負(fù)載連接起來并給負(fù)載提供電源和電信號,另一方面是在發(fā)生短路時能夠及時將電路斷開, 為負(fù)載和線路提供保護(hù)。如果電路不能及時斷開,那么將對負(fù)載和線路構(gòu)成威脅,輕則燒蝕線束和負(fù)載,重則燒毀整車,所以,通過短路測試對電路系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化就顯得尤為重要。
在線束工程師公眾號里面,我們一直強(qiáng)調(diào)的是閉環(huán)設(shè)計的理念,理論計算的選擇好了保險絲后,涉及到保險絲的一些實驗是必須的。這里介紹下線束短路測試的方法。
整車電路系統(tǒng)短路試驗是在新車型開發(fā)過程中進(jìn)行的一項測試, 其目的就是查出電路中潛在的不安全因素, 同時為優(yōu)化電路系統(tǒng)提供支持。
短路測試有兩個作用,一個是為了檢驗設(shè)計過程中的安全隱患,另一個是優(yōu)化線路設(shè)計,消除過設(shè)計,為線束的輕量化和降成本服務(wù)。

常見的短路測試電路圖如上圖,一般需要一套直流穩(wěn)壓電源,模擬汽車啟動后發(fā)電機(jī)發(fā)電,穩(wěn)壓電源即為發(fā)電機(jī)的輸出電壓,一般為14±0.2V。此外還需一套短路設(shè)備,比如示波器,斷路開關(guān)等。
熔斷絲的作用是在回路電流過大和溫度過高時自動熔斷,從而保護(hù)線路和負(fù)載。進(jìn)行短路測試和數(shù)據(jù)分析后,我們會發(fā)現(xiàn)有些回路測試數(shù)據(jù)滿足不了設(shè)計要求, 此時就需要對回路進(jìn)行整改和優(yōu)化。
下面介紹短路測試中幾種常見的問題及相關(guān)優(yōu)化方案。
1 保險絲容量過大
一般來說,熔斷絲容量是根據(jù)該回路負(fù)載特性來選擇的,因此,我們可以根據(jù)負(fù)載特性來改變?nèi)蹟嘟z容量, 該方法不僅簡單易行而且效果顯著。
比如說,從實車上測試得知,某負(fù)載工作電流最大值為12A。實際上我們選擇了30A規(guī)格,選擇偏大,所以此熔斷絲可以選擇20A規(guī)格。
這里再多提一句,當(dāng)優(yōu)化保險絲,加大保險絲的容量時,需要特別注意導(dǎo)線與保險絲進(jìn)匹配。一定要確保保險絲的熔斷電流再導(dǎo)線的發(fā)煙值下面。
2 保險絲熔斷時間過長
在設(shè)計整車線路時,有些時候,線徑大小的選擇是基于負(fù)載特性的要求,但有些導(dǎo)線雖然滿足了負(fù)載的要求,但對于電路系統(tǒng)來說卻存在安全隱患,那么此時就需要優(yōu)化。(多提一嘴,先選保險絲,再選導(dǎo)線)
對于熔斷時間過長的回路,優(yōu)化的方法就是將回路線徑加粗,從而降低回路電阻,提高回路短路電流,縮短斷路時間。
3 保險絲類型選用不合理
快熔熔斷絲(MINI) 的主要作用是防止線路短路,而慢熔熔斷絲(JCASE)的主要作用是防止線路長期過載。在短路時,不管是快熔熔斷絲還是慢熔熔斷絲,都應(yīng)該熔斷。
在進(jìn)行短路測試過程中,我們可以通過示波器模擬出負(fù)載的電流特性曲線,會發(fā)現(xiàn)電機(jī)類的負(fù)載使用了快熔保險,或電阻類負(fù)載使用了慢熔保險,這類情況下,可能會引起保險絲不能正常熔斷,此時就需要更改保險絲的類型。
下圖4這個案例。經(jīng)查證發(fā)現(xiàn)圖4所示回路中所有的負(fù)載沒有電機(jī)等感性負(fù)載, 故將20A ?JCASE的熔斷絲優(yōu)化為20A MINI熔斷絲, 優(yōu)化前后測試數(shù)據(jù)見表3。根據(jù)表3描述的現(xiàn)象和數(shù)據(jù), 可以看出優(yōu)化后的熔斷絲不但可以滿足回路電性能的要求, 而且還可以對回路起到相應(yīng)的保護(hù)作用。

4 回路總長度過長,測試不通過
導(dǎo)線回路過長的時候,電阻會增加,造成保險絲不能正常保護(hù)導(dǎo)線。此時我們可以加大線徑,但有時候受端子壓接的影響可能會需要通過改變導(dǎo)線的長度進(jìn)行優(yōu)化。
一般來講, 不建議采用改變回路總長度的方法對短路性能進(jìn)行優(yōu)化, 因為改變回路長度可能要改變負(fù)載的布置位置或從原理圖上改變回路的連接方式, 而且還要考慮更改后與其它負(fù)載的匹配性等問題, 但這一方案也是可行的。常見的可以根據(jù)整車電路系統(tǒng)原理圖改變搭鐵點(diǎn)的位置來改變整個回路的長度。
在汽車線束出廠檢測中,還需要用到合適的線束測試儀。ATX-3000S系列臺式線束測試儀,具備更完善的功能的,如耐壓、絕緣電阻、通斷瞬斷之類的,都可以一臺搞定。
絕緣測試檢測電壓DC50V-750V
耐壓測試檢測電壓AC50V-500V
四線制電阻測試,測試精度最小0.002歐
自學(xué)習(xí)功能,可快速檢測線束的通路、短路、斷路等連接關(guān)系,幫用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)對比分析,測試報告自動記錄,最大測試點(diǎn)可達(dá)65536,通道可快速擴(kuò)展,擁有兼容智能化測試軟件及大型數(shù)據(jù)庫,高壓檢測后可自動復(fù)位,讓檢測更安全。
支持WIFI無線通信,控制端口RS232,USB等接口可選,外設(shè)連接便利,單機(jī)操作或電腦操作皆宜,配置win10操作系統(tǒng)與10寸多點(diǎn)式電容觸摸屏,測試操作更便捷,科技感十足。
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