Оптимизация тестирования на обрыв или короткое замыкание в автомобильных жгутах проводов с помощью автоматизированных симуляторов.

Резюме
В связи с непрерывным совершенствованием и модернизацией современных автомобильных электронных систем, количество бортовых ЭБУ, датчиков и исполнительных механизмов постоянно растет, и, соответственно, расширяется и масштаб жгутов проводов по всему автомобилю. В процессе реальной эксплуатации автомобиля жгуты проводов подвергаются вибрационным ударам, перепадам температур, старению изоляции и истиранию, что легко приводит к электрическим неисправностям, таким как обрыв цепи, короткое замыкание и кратковременные обрывы контактов. Бортовые электронные компоненты должны проходить строгие испытания с внедрением неисправностей для проверки надежности внутренних защитных цепей и стратегий диагностики неисправностей, чтобы предотвратить перегорание устройств, функциональные отказы и даже аварии на уровне автомобиля, вызванные неисправностями жгутов проводов. Симулятор обрыва и короткого замыкания автомобильных жгутов проводов — это специализированное оборудование для моделирования, используемое в автомобильных электронных и электрических испытаниях и исследованиях и разработках. Он может имитировать стандартные условия эксплуатации, включая обрыв цепи, короткое замыкание, короткое замыкание на питание, короткое замыкание на землю и обрыв разъема для сигнальных линий и цепей нагрузки, и соответствует строгим требованиям к испытаниям на надежность цепей и эффективность защиты, указанным в национальных стандартах Великобритании, международных стандартах ISO и спецификациях ведущих производителей автомобилей. Традиционные методы ручной проводки и ручного тестирования на короткое замыкание страдают от низкой точности синхронизации и недостаточной согласованности результатов испытаний, что с трудом удовлетворяет требованиям стандартизированных и автоматизированных испытаний современных лабораторий. LISUN В качестве объекта исследования в данной статье рассматривается симулятор обрыва и короткого замыкания автомобильных жгутов проводов LIS‑LSCS‑1730. В работе иллюстрируются принцип его работы и основные функции, анализируется его инженерная ценность в сценариях тестирования неисправностей автомобильных жгутов проводов, а также приводятся рекомендации по проверке соответствия бортовых электронных компонентов требованиям безопасности. 

Существующие проблемы в тестировании автомобильных жгутов проводов на обрыв и короткое замыкание
В соответствии со стандартами GB/T 28046.2‑2011, GB/T 45120‑2024, ISO 16750‑2:2023 и корпоративными стандартами производителей оригинального оборудования, включая Volkswagen, SAIC, Leapmotor и Seres, бортовые электронные компоненты должны пройти серию испытаний, таких как обрыв цепи, короткое замыкание и обрыв разъема для сигнальных линий и контуров нагрузки, чтобы изучить поведение проверяемого оборудования в различных условиях неисправности жгутов проводов. Испытания должны воспроизводить сложные условия работы, включая различную длительность неисправностей, множественные циклические неисправности и синхронные неисправности нескольких контуров.

На ранних этапах лабораторных исследований моделирование неисправностей в жгутах проводов в основном осуществлялось вручную путем подключения и отключения клемм, соединения внешних проводов, вызывающих короткое замыкание, и ручного отключения цепей. Такой подход имеет множество недостатков. Длительность неисправности зависит от ручного измерения времени, точное измерение времени неисправности на уровне миллисекунд невозможно, условия неисправности трудно поддерживать в неизменном виде в каждом тесте, а воспроизводимость результатов тестирования низка. При проведении многоканальных синхронных тестов на неисправности ручные операции громоздки и подвержены ошибкам проводки, что может повредить тестируемые образцы. Циклические испытания на долговечность требуют длительного присутствия оператора, что приводит к высоким трудозатратам и низкой эффективности тестирования. Кроме того, они не могут быть интегрированы с автоматизированными тестовыми платформами, что препятствует выполнению крупномасштабных пакетных испытаний. С непрерывным обновлением стандартов тестирования автомобильной электроники предприятия предъявляют более высокие требования к отслеживаемости данных испытаний и автоматическому формированию отчетов. Традиционные ручные методы тестирования больше не могут адаптироваться к промышленному развитию, и Имитатор обрыва/короткого замыкания автомобильного жгута проводов стало критически важным оборудованием для решения подобных проблем, возникающих при тестировании.

Принцип работы и основные возможности симулятора обрыва/короткого замыкания автомобильного жгута проводов
Имитатор обрыва и короткого замыкания автомобильных жгутов проводов построен на основе высокоскоростной топологии силовых электронных переключателей и оснащен несколькими взаимонезависимыми тестовыми каналами. Каждый канал может быть подключен к сигнальным линиям или нагрузочным петлям тестируемого оборудования. Для каждого канала можно независимо настроить различные режимы неисправностей, включая обрыв цепи, прямое короткое замыкание, короткое замыкание на землю, короткое замыкание на источник питания и кратковременное прерывание соединения. Он поддерживает независимое действие одного канала или синхронное действие нескольких каналов. После однократной проводки все тестируемые элементы могут быть переключены без повторной модификации внешней проводки, что снижает систематические ошибки, вызванные ручными операциями.

Симулятор обрыва и короткого замыкания в автомобильных жгутах проводов поддерживает программируемую настройку длительности неисправности, времени цикла и этапов тестирования. Время удержания неисправности варьируется от 20 мс до 10000 с, и доступно до 255 тестовых последовательностей. Можно редактировать сложные сценарии составных неисправностей с последовательными множественными повреждениями жгутов проводов в реальных автомобилях. Устройство оснащено 10.1-дюймовым емкостным сенсорным экраном на базе Android с поддержкой китайского и английского языков для локальной настройки параметров, а также интерфейсами связи LAN, USB и RS485 для приема команд от верхнего уровня компьютера и интеграции в автоматизированные системы тестирования. Встроенный модуль мониторинга напряжения и тока в реальном времени записывает электрические данные во время тестирования и автоматически генерирует отчеты о тестировании по завершении теста для архивирования и отслеживания данных. Сопротивление контура внутренних переключателей контролируется на низком уровне, чтобы минимизировать помехи, вызванные собственным импедансом переключателя, на результаты моделирования неисправностей и воспроизвести реальное электрическое состояние неисправностей в жгутах проводов автомобиля.

LISUN Имитатор обрыва и короткого замыкания автомобильных жгутов проводов LIS‑LSCS‑1730 — это основная модель данной серии. Он имеет 30 независимых тестовых каналов с максимальным током 10 А на канал и общим максимальным током 50 А для всего устройства. Он поддерживает тестовое напряжение 60 В постоянного тока или 220 В переменного тока и подходит для тестирования методом инжекции неисправностей большинства электронных и электрических компонентов 12-вольтовых и 24-вольтовых легковых и коммерческих автомобилей. Его основные технические параметры приведены в таблице 1.

Практические сценарии применения симулятора обрыва/короткого замыкания автомобильного жгута проводов
Имитатор обрыва/короткого замыкания автомобильных жгутов проводов охватывает положения о тестировании на наличие неисправностей в жгутах проводов, определенные в стандартах GB/T 45120-2024, GB/T 28046.2-2011, ISO 16750-2:2023 и корпоративных стандартах FAW, Leapmotor, Seres, SAIC, Volkswagen и Nissan. Он широко применяется в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, при проведении сертификационных испытаний сторонними организациями и для контроля качества на производственной линии электронных блоков управления (ЭБУ), различных датчиков и исполнительных механизмов.

В тестах на обрыв сигнальной цепи симулятор обрыва и короткого замыкания автомобильного жгута проводов имитирует обрыв проводов и отсоединение разъемов жгутов. Операторы наблюдают, обнаруживает ли тестируемый ЭБУ неисправности и сохраняет ли диагностические коды неисправностей, а также подтверждают отсутствие ложных срабатываний или ложных тревог. В тестах на короткое замыкание на землю и короткое замыкание на питание устройство замыкает тестируемые контуры на землю или на питание автомобиля соответственно и поддерживает длительность неисправности, указанную в стандартах, чтобы проверить, срабатывает ли внутренняя логика защиты тестируемых устройств и выполняют ли предохранители и микросхемы драйверов защитные действия в соответствии с проектом. После испытаний необходимо проверить наличие необратимых повреждений компонентов. Условия работы с обрывом разъема имитируют кратковременное отсоединение разъема, вызванное толчками автомобиля. Длительность неисправности на уровне миллисекунд может быть установлена ​​для воспроизведения случайных неисправностей реального автомобиля и проверки возможности восстановления работоспособности после отсоединения проводов.

Многоканальное синхронное тестирование является одним из главных преимуществ симулятора обрыва/короткого замыкания автомобильных жгутов проводов. Различные условия неисправности могут быть применены к нескольким сигнальным петлям одновременно для имитации экстремальных сценариев с одновременными неисправностями нескольких цепей жгутов проводов в автомобилях, что полностью подтверждает полноту систем диагностики неисправностей компонентов. Взаимодействуя с программным обеспечением верхнего уровня компьютера, устройство автоматически выполняет полные последовательности тестирования, синхронно собирает данные о напряжении и токе и автоматически выводит отчеты о тестировании, облегчая анализ неисправностей для тестировщиков. При создании полной бортовой системы электрического тестирования симулятор обрыва/короткого замыкания автомобильных жгутов проводов обычно используется вместе с четырехквадрантными биполярными симуляторами напряжения и генераторами переходных импульсов для проведения полных испытаний под электрической нагрузкой.

Сравнительный анализ новой и традиционной схем тестирования.
По сравнению с традиционными методами ручного ввода неисправностей, симулятор обрыва короткого замыкания в автомобильных жгутах проводов позволяет программируемо сохранять все параметры неисправностей. Один и тот же набор файлов тестового проекта можно вызывать многократно. При выполнении тестов разными операторами тип неисправности, длительность неисправности и время цикла остаются неизменными, что значительно повышает воспроизводимость тестов и снижает количество ошибок, вносимых ручными операциями. После завершения первоначальной проводки можно переключаться между различными режимами неисправностей без изменения внешних цепей, что снижает риск повреждения образцов, вызванный частой проводкой, и сокращает циклы подготовки к тестированию.

Имитатор обрыва/короткого замыкания автомобильных жгутов проводов поддерживает длительные циклические испытания на долговечность. Он автоматически выполняет тысячи циклов инициирования неисправностей без постоянного присутствия оператора, что подходит для проектов по проверке надежности. Подключенный к автоматизированным испытательным платформам через коммуникационные интерфейсы, инициирование неисправностей в жгутах проводов, контроль состояния источника питания и считывание состояния тестируемого оборудования могут быть интегрированы в один тестовый сценарий, что обеспечивает полную автоматизацию процесса и повышает общую эффективность лабораторных испытаний. В практической работе операторам следует обращать внимание на верхние пределы тока канала. При испытаниях с высокой мощностью нагрузки номинальные параметры тока устройства не должны превышаться во избежание повреждения внутренних коммутирующих компонентов из-за перегрузки.

Заключение
С непрерывным развитием автомобильных технологий количество бортовых электрических и электронных компонентов постоянно растет, и промышленность уделяет все больше внимания функциональным рискам на уровне автомобиля, вызванным неисправностями жгутов проводов. Симулятор обрыва и короткого замыкания в автомобильном жгуте проводов может точно воспроизводить различные электрические неисправности жгутов проводов в условиях реального автомобиля и выполнять тесты с внедрением неисправностей, включая обрыв цепи, короткое замыкание и обрыв разъема для сигнальных линий и цепей нагрузки, в соответствии с техническими условиями национальных стандартов GB, стандартов ISO и различных корпоративных стандартов OEM. Как зрелое коммерческое устройство, LISUN ЛИС-ЛСКС-1730 Имитатор обрыва/короткого замыкания автомобильного жгута проводов Он обладает многоканальным независимым управлением, программируемым временем, дистанционным управлением с компьютера и автоматической генерацией отчетов. Эффективно решает проблемы традиционного ручного моделирования неисправностей, такие как низкая воспроизводимость и громоздкость операций, и играет важную роль в проверке компонентов в ходе исследований и разработок, сертификационных испытаний сторонними организациями и контроля качества компонентов. Поскольку бортовые электронные и электрические системы тестирования будут постоянно совершенствоваться в будущем, симулятор обрыва и короткого замыкания автомобильных жгутов проводов будет взаимодействовать с другими устройствами моделирования источников питания для дальнейшего улучшения комплексной системы проверки надежности бортовых электронных компонентов.