浅谈线束短路测试及问题整改

2020年9月3日 评论 2,470 1499字

散漫说,设计一定要做好设计闭环,不管是原理设计还是3D设计。我们在做完保险丝的选项后,涉及到保险丝的一些实验是必须的。这里介绍下线束短路测试的方法。

整车电路系统的主要作用一方面是将各个电器负载连接起来并给负载提供电源和电信号,另一方面是在发生短路时能够及时将电路断开, 为负载和线路提供保护。如果电路不能及时断开,那么将对负载和线路构成威胁,轻则烧蚀线束和负载,重则烧毁整车,所以,通过短路测试对电路系统进行优化就显得尤为重要。

在线束工程师公众号里面,我们一直强调的是闭环设计的理念,理论计算的选择好了保险丝后,涉及到保险丝的一些实验是必须的。这里介绍下线束短路测试的方法。

整车电路系统短路试验是在新车型开发过程中进行的一项测试, 其目的就是查出电路中潜在的不安全因素, 同时为优化电路系统提供支持。

短路测试有两个作用,一个是为了检验设计过程中的安全隐患,另一个是优化线路设计,消除过设计,为线束的轻量化和降成本服务。浅谈线束短路测试及问题整改

常见的短路测试电路图如上图,一般需要一套直流稳压电源,模拟汽车启动后发电机发电,稳压电源即为发电机的输出电压,一般为14±0.2V。此外还需一套短路设备,比如示波器,断路开关等。

熔断丝的作用是在回路电流过大和温度过高时自动熔断,从而保护线路和负载。进行短路测试和数据分析后,我们会发现有些回路测试数据满足不了设计要求, 此时就需要对回路进行整改和优化。
下面介绍短路测试中几种常见的问题及相关优化方案。

1 保险丝容量过大

一般来说,熔断丝容量是根据该回路负载特性来选择的,因此,我们可以根据负载特性来改变熔断丝容量, 该方法不仅简单易行而且效果显著。
比如说,从实车上测试得知,某负载工作电流最大值为12A。实际上我们选择了30A规格,选择偏大,所以此熔断丝可以选择20A规格。
这里再多提一句,当优化保险丝,加大保险丝的容量时,需要特别注意导线与保险丝进匹配。一定要确保保险丝的熔断电流再导线的发烟值下面。

2 保险丝熔断时间过长

在设计整车线路时,有些时候,线径大小的选择是基于负载特性的要求,但有些导线虽然满足了负载的要求,但对于电路系统来说却存在安全隐患,那么此时就需要优化。(多提一嘴,先选保险丝,再选导线)
对于熔断时间过长的回路,优化的方法就是将回路线径加粗,从而降低回路电阻,提高回路短路电流,缩短断路时间。

3 保险丝类型选用不合理

快熔熔断丝(MINI) 的主要作用是防止线路短路,而慢熔熔断丝(JCASE)的主要作用是防止线路长期过载。在短路时,不管是快熔熔断丝还是慢熔熔断丝,都应该熔断。
在进行短路测试过程中,我们可以通过示波器模拟出负载的电流特性曲线,会发现电机类的负载使用了快熔保险,或电阻类负载使用了慢熔保险,这类情况下,可能会引起保险丝不能正常熔断,此时就需要更改保险丝的类型。
下图4这个案例。经查证发现图4所示回路中所有的负载没有电机等感性负载, 故将20A  JCASE的熔断丝优化为20A MINI熔断丝, 优化前后测试数据见表3。根据表3描述的现象和数据, 可以看出优化后的熔断丝不但可以满足回路电性能的要求, 而且还可以对回路起到相应的保护作用。

浅谈线束短路测试及问题整改

4 回路总长度过长,测试不通过

导线回路过长的时候,电阻会增加,造成保险丝不能正常保护导线。此时我们可以加大线径,但有时候受端子压接的影响可能会需要通过改变导线的长度进行优化。
一般来讲, 不建议采用改变回路总长度的方法对短路性能进行优化, 因为改变回路长度可能要改变负载的布置位置或从原理图上改变回路的连接方式, 而且还要考虑更改后与其它负载的匹配性等问题, 但这一方案也是可行的。常见的可以根据整车电路系统原理图改变搭铁点的位置来改变整个回路的长度。
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