關于汽車電氣問題解析方法的研究

鐘亮 ZHONG Liang；劉德華 LIU De-hua；王平 WANG Ping

（①中國第一汽車集團有限公司質量保證部，長春 130000；②長春佛吉亞旭陽汽車零部件技術研發有限公司驗證部，長春 130000）

0 引言

隨著汽車電子化的發展，汽車電氣問題也越來越普遍。很多消費者都遇到過汽車電氣問題。例如，汽車電氣故障導致汽車無法啟動、汽車電氣短路、汽車電氣線路老化等。這些問題不僅影響到汽車的正常使用，還會導致汽車出現安全隱患。因此，汽車電氣系統在汽車整個運行過程中的作用越來越重要。為了保證汽車電氣系統的安全和可靠性，需要對汽車電氣問題進行有效地解析和處理。汽車電氣問題解析方法的研究對于汽車行業技術人員來說越來越具有實用價值和重要意義[1]。

本論文主要研究汽車電氣問題的解析方法，總結了汽車電氣問題解析的基本流程和常用方法，提出了一種基于電氣問題解析模型的電氣問題解析方法庫及應用方式，并提供了一些解決方案以及實踐案例，以期幫助廣大汽車行業的從業者更好地解決汽車電氣問題，快速消除客戶抱怨。

1 汽車電氣問題解析模型的建立

根據研究需要，本文將參照TBP 方法，通過梳理電氣問題解析步驟及方法庫，建立問題解析模型，使汽車電氣問題解析標準化。

首先參照TBP 方法，建立解析模型架構，模型包含三部分：解析團隊建立、問題描述（5W2H）、問題分解步驟；其次，針對問題分解步驟按照電氣問題特性進行確定（第一、二部分為TBP 通性原則），包括確定問題點（故障燈類）、明確原理等6 步，具體步驟如圖1 所示。

圖1 建模過程

汽車電氣問題主要包含兩類：明確性功能故障、故障燈類功能故障，其中明確性功能故障可跳過s1，進行s2 明確原理，根據功能實現的原理，鎖定排查問題點，逐步排查，鎖定初步問題原因，通過問題復現及過程確認，最終鎖定問題真因及負責人；故障燈類功能故障因受整車控制器監測，可首先進行s1 確定問題點，按步驟進行，具體模型如圖2 所示。

圖2 解析模型

2 汽車電氣問題解析方法庫的梳理及應用

要確保電氣功能解析模型能夠真正得到應用，必須明確汽車電氣問題解析方法種類及應用方法。

汽車電氣問題解析方法主要包括線束電氣原理圖查詢法、線束圖查詢法、故障碼讀取法、LOG 讀取法、參數測量法等5 種方法[2]。

2.1 電線束基礎知識介紹

2.1.1 什么是電線束

汽車中的電線束系統，相當于人體中的“血管系統”和“神經系統”。電線束總成是指為實現整車電氣功能，將整車電源、用電器、電子控制器、傳感器等電氣設備進行連接，在其間傳遞電源及信號的媒介。

2.1.2 電線束在整車中的作用

①供電/接地：為電器件提供電源及接地；②信號傳輸：為傳感器、控制器、執行器提供信號傳輸；③電氣安全：為整車用電安全提供保障。

2.1.3 電線束的構成

汽車中的電線束主要由以下材料構成：

①導線；②連接器：端子、護套、雨塞等；③定位件：卡扣、扎帶、各類支架等；④保護件：膠帶、波紋管、泡沫條、隔熱材料；⑤過孔密封件：各類橡膠件；⑥配電盒：直插式配電盒、PCB 配電盒、智能配電盒；⑦保險絲：快熔保險絲、慢融保險絲等；繼電器：MIRCO 繼電器、MINI 繼電器、靜音繼電器、啟停繼電器。

2.1.4 電線束構成材料-導線

導線一般分為單色、雙色及雙色加環三種規格。

①單色線：導線的絕緣皮為單一顏色；②雙色線：導線的絕緣皮由主色、輔色組成，輔色與主色在絕緣皮上占比約為1:5；③雙色加環線：導線的絕緣皮在雙色的基礎上，再加等間距的色環；④導線使用基本規則：一般紅色導線用于供電，黑色/棕色導線用于搭鐵。

2.1.5 電線束構成材料-連接器、定位件、保護件

①連接器：一般指由護套、端子及防水膠塞構成的組合體。②端子：導線壓接、連接的載體，起著跨接固定作用。③護套：壓線端子固定的載體，連接線束對接及與對接和固定作用。④雨塞：用于需要防水處理區域，防止接插件對接時端子部位進水短路。⑤定位件：將線束固定在車身或動力總成上，約束線束布局走向。常見定位件：卡扣、扎帶、各類支架等。⑥保護件：使導線成束，保護線束及附件不被周邊零件摩擦，燒蝕等損壞；常見保護件：膠帶、波紋管、泡沫條、隔熱材料。

2.1.6 電線束構成材料-過孔密封件、配電盒、保險絲、繼電器

①過孔密封件：安裝在線束與車身過孔間，密封、防水、降噪，同時起固定線束及防摩擦或割傷線束的保護作用。②配電盒：整車電源分配中心，保險絲、繼電器安裝的載體。常見配電盒：直插式配電盒、PCB 配電盒、智能配電盒……③保險絲：發生短路時，保險絲在導線發煙前熔斷切斷電路，保護導線。常見保險絲：快熔保險絲、慢融保險絲……④繼電器：用小電流控制大電流的電氣元件，輸出回路的通斷由輸入信號確定。常見繼電器：MIRCO 繼電器、MINI 繼電器、靜音繼電器、啟停繼電器。

2.2 線束電路原理圖查詢法

①定義：依據結構簡單、層次分明清晰的原則，采用電器元件展開形式繪制而成的圖紙，包括所有電器件的導電部件和接線端子。②作用：清晰反映整車各電氣系統內及系統間的連接關系和電氣原理，結合電器件內部的原理（專業領域提供），確定具體功能實現原理及功能故障的排查點，如圖3。③獲取方式：主要包括圖紙號系統獲取和咨詢對應研發設計人員兩種方式。④原理圖識圖：整車電氣原理圖主要由原理圖目錄和各系統原理圖構成。

圖3 原理圖體現內容

注：查詢電氣原理圖時，注意原理圖、線束圖、實車零件需要相互對應，通常與線束圖配合使用。

2.3 線束圖查詢法

①獲取途徑：系統搜索對應圖紙號，選取最新版本獲取。②作用：配合電路原理圖使用，可以此找到實車具體功能故障涉及的線束分支，進行具體故障排查。③線束圖識圖：線束圖紙主要包括線束圖主體、回路表、選裝表、走向圖、外保護材料列表、標記圖示、定位件方向視圖、技術要求等，線束圖主體相關示例如圖4、圖5、圖6。

圖4 線束圖主體：定位件/外保護/附件說明

圖5 線束圖主體：連接器及回路說明

圖6 線束圖主體：單孔內回路說明

2.4 電氣原理圖與線束圖之間的關系

由系統/零件ICD 信息，加上整車配電及接地設計，最終設計為整車電氣原理圖；電氣原理圖結合3D 布置及線束拓撲，最終形成線束2D 圖紙。

電氣原理圖，說明了控制器、傳感器、執行器、OI 之間的連接關系，說明了各個系統內/系統間的電氣原理。線束圖，說明了線束的布置走向、材料構成、回路信息。線束圖中包含了配電和接地的原理信息，但是不包括電器件內部的原理[3]。

2.5 故障碼讀取法

通常使用診斷儀，按照工藝要求進行操作讀取，主要應用于故障燈類功能故障的初步問題點鎖定。

2.6 LOG 讀取法

此法對偶發性電氣問題具有分析指導作用，主要分為兩種：系統信號傳輸類和單個零件本體數據變化類；前者常見的工具為CANoe，CAN 總線分析工具，可通過報文收發捕捉電氣元件在發生故障時系統產生的具體問題；后者為單個零件記錄自身最近時段各參數的實際狀態，判斷故障發生時零件本體是否存在問題，僅限于部分電氣元件，如IVI、音響總成等，且有時限要求，具體元件讀取方法，可征詢研發設計人員或對應供應商。

2.7 參數測量法

主要針對系統功能參數的測量：如電壓、電阻、電流等，常見工具為萬用表，通常配合電氣原理圖、線束圖使用，判斷線路的通斷，便于鎖定問題點[4]。

3 電氣問題解析模型的實例應用

實例應用：XX 車型四門防盜警示音功能失效問題解析。

按照問題解析模型，首先成立解析團隊并確認問題詳細基礎信息（通性部分不再贅述）；然后開始進行第三部分問題分解步驟，具體如下。

①s2 明確原理（非故障燈類跳過s1）：通過征詢研發設計人員并結合線束電氣原理圖確定，四門防盜警示音功能原理為車輛閉鎖狀態下，門內開手柄開啟車門，由對應車門的門模塊將開門信號傳遞給BCM 控制器，BCM 控制喇叭繼電器工作，喇叭發出警示音。②s3 鎖定問題排查點：喇叭繼電器處的電信號傳遞、喇叭繼電器與BCM 電信號傳遞、BCM 與門模塊電信號傳遞。③s4 逐步排查：1）喇叭繼電器處的電信號傳遞：使用電氣原理圖查詢法結合參數測量法進行排查。首先取下喇叭繼電器，測量繼電器端子12230 與87121 之間電壓為11.3V，繼電器端子12086與車身地之間電壓為11.4V，符合設計要求，說明繼電器與喇叭、配電盒之間信號傳輸良好；車輛閉鎖狀態，開啟左前門內開手柄時，繼電器端子12086 與85119 之間電流一直為0A，說明喇叭繼電器與BCM 電信號傳遞異常，需進一步排查。2）喇叭繼電器與BCM 電信號傳遞：使用電氣原理圖查詢法結合線束圖查詢法進行排查。首先確認二者之間信號傳輸具體的線束連接點，為BCB42-0.5-G/W，屬于車身線束接前部線束；按照BCM 裝配位置，找到對應點，發現異常點，前部線束與車身線束分支未插接，重新插接后故障消失，初步判斷為此原因導致。④s5 故障復現：將前部線束與車身線束分支重置為未插接狀態，故障現象復現，鎖定問題原因為前部線束與車身線束分支未插接導致。⑤s6 過程分析：通過系統查詢，鎖定裝配工位為總裝一次內飾甲班T15 工位操作者XX 裝配，通過錄像視頻確認為操作者漏插接導致。⑥s7 確定責任人：確定負責人為總裝車間總裝一次內飾甲班T15 工位操作者XX。

4 結論

汽車電氣問題解析方法的研究是汽車行業技術研究的一個重要組成部分。通過對現有技術的總結分析，建立汽車電氣問題解析體系，為汽車電氣系統的安全運行提供有效的保障。

本文通過汽車電氣問題解析模型的建立與電氣問題解析方法的應用，結合實際案例為汽車行業提供了行之有效的電氣問題解析方式，可快速提升企業整體的電氣問題解析能力，消除工廠、售后等領域抱怨。