Optimizacija testiranja kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva pomoću automatiziranih simulatora

Sažetak
Kontinuiranom iteracijom i nadogradnjom modernih automobilskih elektroničkih sustava, količina ugrađenih ECU-a, senzora i aktuatora neprestano raste, a opseg krugova kabelskih svežnjeva za cijelo vozilo se sukladno tome širi. Tijekom stvarnog rada vozila, kabelski svežnjevi izloženi su vibracijskim udarima, ciklusima visokih i niskih temperatura, starenju i abraziji izolacije, što lako uzrokuje električne kvarove poput otvorenog kruga, kratkog spoja i kratkotrajnog prekida konektora. Ugrađene elektroničke komponente moraju proći rigorozna ispitivanja ubrizgavanja kvarova kako bi se provjerila pouzdanost unutarnjih zaštitnih krugova i strategija dijagnosticiranja kvarova, kako bi se spriječilo izgaranje uređaja, funkcionalni kvar, pa čak i sigurnosne nesreće na razini vozila uzrokovane kvarovima kabelskih svežnjeva. Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva namjenska je simulacijska oprema za testiranje i istraživanje i razvoj automobilske elektronike i električnih uređaja. Može simulirati standardizirane radne uvjete, uključujući otvoreni krug, kratki spoj, kratki spoj na napajanje, kratki spoj na masu i prekid konektora za signalne vodove i krugove opterećenja, te ispunjava stroge zahtjeve ispitivanja za pouzdanost kruga i zaštitne performanse navedene u nacionalnim standardima Velike Britanije, međunarodnim standardima ISO i specifikacijama glavnih proizvođača automobila. Tradicionalne metode ručnog ožičenja i ručnog ispitivanja kratkih spojeva pate od slabe točnosti vremena i nedovoljne konzistentnosti ispitivanja, što teško može zadovoljiti standardizirane i automatizirane zahtjeve ispitivanja modernih laboratorija. LISUN LIS‑LSCS‑1730 Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja kao objekt istraživanja, ovaj rad ilustrira njegov princip rada i osnovne funkcije, analizira njegovu inženjersku vrijednost u scenarijima ispitivanja kvarova automobilskog kabelskog svežnja i pruža reference za provjeru sukladnosti ugrađenih elektroničkih komponenti. 

Postojeći problemi u ispitivanju otvorenog i kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva
U skladu s GB/T 28046.2‑2011, GB/T 45120‑2024, ISO 16750‑2:2023 i korporativnim standardima proizvođača originalne opreme (OEM), uključujući Volkswagen, SAIC, Leapmotor i Seres, ugrađene elektroničke komponente moraju proći niz testova kao što su otvoreni krug, kratki spoj i prekid konektora za signalne vodove i petlje opterećenja, kako bi se ispitalo ponašanje testirane opreme pod različitim uvjetima kvara kabelskog svežnja. Testovi moraju reproducirati složene radne uvjete, uključujući različita trajanja kvara, višestruke cikličke kvarove i sinkrone kvarove više petlji.

U laboratorijima u ranoj fazi razvoja, simulacija kvarova kabelskih svežnjeva uglavnom se provodila ručno uključivanjem i isključivanjem terminala, spajanjem vanjskih kratkospojnih žica i ručnim isključivanjem strujnih krugova. Ovaj pristup ima mnogo nedostataka. Trajanje kvara ovisi o ručnom mjerenju vremena, vrijeme kvara na razini milisekundi ne može se precizno kontrolirati, uvjete kvara je teško održavati dosljednima u svakom testu, a ponovljivost testa je niska. Kada se provode višekanalni sinkroni testovi kvarova, ručne operacije su nezgrapne i sklone pogreškama u ožičenju, što može oštetiti uzorke koji se testiraju. Ciklička ispitivanja trajnosti zahtijevaju dugotrajno prisustvo operatera, što donosi visoke troškove rada i nisku učinkovitost testiranja. U međuvremenu, ne mogu se povezati s automatiziranim platformama za testiranje, što ometa zadatke testiranja velikih serija. S kontinuiranim ažuriranjem standarda za testiranje automobilske elektronike, poduzeća nameću veće zahtjeve za sljedivost podataka ispitivanja i automatsko generiranje izvješća. Tradicionalni ručni načini testiranja više se ne mogu prilagoditi industrijskom razvoju i... Simulator kratkog otvorenog kabelskog svežnja automobila postao je ključni hardver za rješavanje takvih bolnih točaka testiranja.

Princip rada i osnovne mogućnosti simulatora otvorenog kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva
Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja izgrađen je na topologiji brzih elektroničkih sklopki i opremljen je s više međusobno neovisnih ispitnih kanala. Svaki kanal može se spojiti na signalne vodove ili petlje opterećenja ispitne opreme. Različiti načini kvara mogu se neovisno konfigurirati za svaki kanal, uključujući otvoreni strujni krug, izravni kratki spoj, kratki spoj na masu, kratki spoj na napajanje i privremeni prekid konektora. Podržava neovisno djelovanje jednog kanala ili sinkrono djelovanje više kanala. Nakon jednokratnog ožičenja, sve ispitne stavke mogu se prebacivati ​​bez ponovljenih modifikacija vanjskog ožičenja, smanjujući sustavne pogreške uzrokovane ručnim radnjama.

Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja podržava programabilnu konfiguraciju trajanja kvara, vremena ciklusa i koraka ispitivanja. Vrijeme zadržavanja kvara kreće se od 20 ms do 10000 s, a dostupno je do 255 testnih sekvenci. Mogu se uređivati ​​složeni scenariji složenih kvarova s ​​uzastopnim višestrukim kvarovima kabelskog svežnja u stvarnim vozilima. Opremljen 10.1-inčnim kinesko-engleskim Android kapacitivnim zaslonom osjetljivim na dodir za lokalnu konfiguraciju parametara, uređaj je također opremljen LAN, USB i RS485 komunikacijskim sučeljima za primanje uputa gornjeg računala za integraciju u automatizirane testne sustave. Ugrađeni modul za praćenje napona i struje u stvarnom vremenu bilježi električne podatke tijekom ispitivanja i automatski generira izvješća o ispitivanju nakon završetka ispitivanja za arhiviranje podataka i sljedivost. Otpor petlje unutarnjih prekidača kontrolira se na niskoj razini kako bi se smanjile smetnje uzrokovane intrinzičnom impedancijom prekidača na rezultate simulacije kvara i reproduciralo stvarno električno stanje kvarova kabelskog svežnja vozila.

LISUN LIS‑LSCS‑1730 Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja je glavni model ove serije. Ima 30 neovisnih ispitnih kanala s maksimalnom strujom od 10 A po kanalu i ukupnom maksimalnom strujom od 50 A za cijelu jedinicu. Podržava ispitni napon od 60 VDC ili 220 VAC i prilagođava se ispitivanjima ubrizgavanja kvara za većinu elektroničkih i električnih komponenti osobnih i komercijalnih vozila od 12 V i 24 V. Njegovi ključni tehnički parametri prikazani su u Tablici 1.

Praktični scenariji primjene simulatora otvorenog kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva
Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja obuhvaća klauzule o ispitivanju kvarova kabelskog svežnja definirane u GB/T 45120‑2024, GB/T 28046.2‑2011, ISO 16750‑2:2023 i korporativnim standardima FAW, Leapmotor, Seres, SAIC, Volkswagen i Nissan. Široko se primjenjuje u istraživanju i razvoju, certifikacijskom ispitivanju od strane trećih strana i kontroli kvalitete proizvodne linije za ECU-e, razne senzore i aktuatore.

U ispitivanjima otvorenog kruga signalne linije, simulator kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja simulira prekid žice i odspajanje konektora na kabelskim svežnjevima. Operateri promatraju identificira li testirani ECU kvarove i pohranjuje li dijagnostičke kodove grešaka, a istovremeno potvrđuju da se ne javlja lažni izlaz ili lažni alarm. U ispitivanjima kratkog spoja na masu i kratkog spoja na napajanje, uređaj kratko spaja testirane petlje na masu odnosno napajanje vozila i održava trajanje kvara kako je navedeno u standardima, kako bi se provjerilo djeluje li unutarnja logika zaštite testiranih uređaja i izvode li osigurači i upravljački čipovi zaštitne radnje kako je projektirano. Trajno oštećenje komponenti mora se pregledati nakon ispitivanja. Radno stanje prekida konektora simulira privremeni odspajanje konektora uzrokovan podrhtavanjem vozila. Trajanje kvara na razini milisekunde može se postaviti za reprodukciju povremenih kvarova stvarnog vozila i provjeru funkcionalne sposobnosti oporavka nakon odspajanja žice.

Višekanalno sinkrono testiranje istaknuta je prednost simulatora otvorenog kratkog spoja automobilskog ožičenja. Različiti uvjeti kvara mogu se istovremeno primijeniti na više signalnih petlji kako bi se simulirali ekstremni scenariji s istovremenim kvarovima više krugova ožičenja u vozilima, što u potpunosti provjerava potpunost sustava za dijagnostiku kvarova komponenti. Surađujući s gornjim računalnim softverom, uređaj automatski izvršava kompletne sekvence ispitivanja, sinkronizirano prikuplja podatke o naponu i struji te automatski ispisuje izvješća o ispitivanju kako bi se olakšala analiza kvarova za ispitivače. Prilikom izgradnje kompletnog ugrađenog električnog ispitnog sustava, simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog ožičenja obično se koristi zajedno s četverokvadrantnim bipolarnim simulatorima napona i generatorima prijelaznih impulsa za dovršetak potpunih ispitivanja električnog opterećenja.

Komparativna analiza nove i tradicionalne sheme ispitivanja
U usporedbi s tradicionalnim metodama ručnog ubrizgavanja kvarova, simulator otvorenog kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva omogućuje programabilno pohranjivanje svih parametara kvara. Isti skup datoteka testnog projekta može se pozivati ​​više puta. Kada različiti operateri izvode testove, vrsta kvara, trajanje kvara i vremena ciklusa ostaju dosljedni, što uvelike poboljšava ponovljivost testiranja i smanjuje pogreške u testiranju uzrokovane ručnim operacijama. Nakon što je početno ožičenje završeno, različiti načini kvara mogu se prebacivati ​​bez mijenjanja vanjskih krugova, smanjujući rizik od oštećenja uzorka uzrokovan čestim ožičenjem i skraćujući cikluse pripreme testiranja.

Simulator otvorenog kratkog spoja automobilskog kabelskog svežnja podržava dugotrajna ciklička ispitivanja trajnosti. Automatski izvodi tisuće ciklusa ubrizgavanja kvarova bez kontinuiranog prisustva operatera, što je pogodno za projekte validacije pouzdanosti. Povezan s automatiziranim testnim platformama putem komunikacijskih sučelja, ubrizgavanje kvarova kabelskog svežnja, kontrola stanja napajanja i očitavanje statusa testirane opreme mogu se integrirati u jedan testni skript kako bi se ostvarila potpuna automatizacija procesa i poboljšala ukupna učinkovitost laboratorijskih ispitivanja. U praktičnom radu, operateri moraju obratiti pozornost na gornje granice struje kanala. Za ispitivanja petlje opterećenja velike snage, nazivni parametri struje uređaja ne smiju se prekoračiti kako bi se izbjeglo oštećenje unutarnjih sklopnih komponenti preopterećenjem.

Zaključak
S kontinuiranim napretkom automobilske inteligencije, količina ugrađenih električnih i elektroničkih komponenti neprestano raste, a industrija posvećuje sve veću pozornost funkcionalnim rizicima na razini vozila koje donose kvarovi u ožičenju. Simulator otvorenog kratkog spoja u automobilskom ožičenju može točno reproducirati različite električne kvarove u ožičenju u stvarnim uvjetima vozila i provoditi testove ubrizgavanja kvarova, uključujući otvoreni krug, kratki spoj i prekid konektora za signalne vodove i krugove opterećenja, u skladu s ispitnim specifikacijama nacionalnih GB standarda, ISO standarda i raznih OEM korporativnih standarda. Kao zreli komercijalni uređaj, LISUN LIS‑LSCS‑1730 Simulator kratkog otvorenog kabelskog svežnja automobila Ima višekanalno neovisno upravljanje, programabilno vrijeme, daljinsko upravljanje s gornjeg računala i automatsko generiranje izvješća. Učinkovito rješava probleme tradicionalne ručne simulacije grešaka poput loše ponovljivosti i glomaznih operacija te igra važnu ulogu u provjeri istraživanja i razvoja komponenti, testiranju certificiranja od strane treće strane i kontroli kvalitete komponenti. Kako se ugrađeni elektronički i električni ispitni sustavi budu poboljšavali u budućnosti, simulator otvorenog kratkog spoja automobilskih kabelskih svežnjeva surađivat će s drugim uređajima za simulaciju napajanja kako bi dodatno poboljšao cijeli sustav provjere pouzdanosti ugrađenih elektroničkih komponenti.