关于汽车电气问题解析方法的研究

钟亮 ZHONG Liang；刘德华 LIU De-hua；王平 WANG Ping

（①中国第一汽车集团有限公司质量保证部，长春 130000；②长春佛吉亚旭阳汽车零部件技术研发有限公司验证部，长春 130000）

0 引言

随着汽车电子化的发展，汽车电气问题也越来越普遍。很多消费者都遇到过汽车电气问题。例如，汽车电气故障导致汽车无法启动、汽车电气短路、汽车电气线路老化等。这些问题不仅影响到汽车的正常使用，还会导致汽车出现安全隐患。因此，汽车电气系统在汽车整个运行过程中的作用越来越重要。为了保证汽车电气系统的安全和可靠性，需要对汽车电气问题进行有效地解析和处理。汽车电气问题解析方法的研究对于汽车行业技术人员来说越来越具有实用价值和重要意义[1]。

本论文主要研究汽车电气问题的解析方法，总结了汽车电气问题解析的基本流程和常用方法，提出了一种基于电气问题解析模型的电气问题解析方法库及应用方式，并提供了一些解决方案以及实践案例，以期帮助广大汽车行业的从业者更好地解决汽车电气问题，快速消除客户抱怨。

1 汽车电气问题解析模型的建立

根据研究需要，本文将参照TBP 方法，通过梳理电气问题解析步骤及方法库，建立问题解析模型，使汽车电气问题解析标准化。

首先参照TBP 方法，建立解析模型架构，模型包含三部分：解析团队建立、问题描述（5W2H）、问题分解步骤；其次，针对问题分解步骤按照电气问题特性进行确定（第一、二部分为TBP 通性原则），包括确定问题点（故障灯类）、明确原理等6 步，具体步骤如图1 所示。

图1 建模过程

汽车电气问题主要包含两类：明确性功能故障、故障灯类功能故障，其中明确性功能故障可跳过s1，进行s2 明确原理，根据功能实现的原理，锁定排查问题点，逐步排查，锁定初步问题原因，通过问题复现及过程确认，最终锁定问题真因及负责人；故障灯类功能故障因受整车控制器监测，可首先进行s1 确定问题点，按步骤进行，具体模型如图2 所示。

图2 解析模型

2 汽车电气问题解析方法库的梳理及应用

要确保电气功能解析模型能够真正得到应用，必须明确汽车电气问题解析方法种类及应用方法。

汽车电气问题解析方法主要包括线束电气原理图查询法、线束图查询法、故障码读取法、LOG 读取法、参数测量法等5 种方法[2]。

2.1 电线束基础知识介绍

2.1.1 什么是电线束

汽车中的电线束系统，相当于人体中的“血管系统”和“神经系统”。电线束总成是指为实现整车电气功能，将整车电源、用电器、电子控制器、传感器等电气设备进行连接，在其间传递电源及信号的媒介。

2.1.2 电线束在整车中的作用

①供电/接地：为电器件提供电源及接地；②信号传输：为传感器、控制器、执行器提供信号传输；③电气安全：为整车用电安全提供保障。

2.1.3 电线束的构成

汽车中的电线束主要由以下材料构成：

①导线；②连接器：端子、护套、雨塞等；③定位件：卡扣、扎带、各类支架等；④保护件：胶带、波纹管、泡沫条、隔热材料；⑤过孔密封件：各类橡胶件；⑥配电盒：直插式配电盒、PCB 配电盒、智能配电盒；⑦保险丝：快熔保险丝、慢融保险丝等；继电器：MIRCO 继电器、MINI 继电器、静音继电器、启停继电器。

2.1.4 电线束构成材料-导线

导线一般分为单色、双色及双色加环三种规格。

①单色线：导线的绝缘皮为单一颜色；②双色线：导线的绝缘皮由主色、辅色组成，辅色与主色在绝缘皮上占比约为1:5；③双色加环线：导线的绝缘皮在双色的基础上，再加等间距的色环；④导线使用基本规则：一般红色导线用于供电，黑色/棕色导线用于搭铁。

2.1.5 电线束构成材料-连接器、定位件、保护件

①连接器：一般指由护套、端子及防水胶塞构成的组合体。②端子：导线压接、连接的载体，起着跨接固定作用。③护套：压线端子固定的载体，连接线束对接及与对接和固定作用。④雨塞：用于需要防水处理区域，防止接插件对接时端子部位进水短路。⑤定位件：将线束固定在车身或动力总成上，约束线束布局走向。常见定位件：卡扣、扎带、各类支架等。⑥保护件：使导线成束，保护线束及附件不被周边零件摩擦，烧蚀等损坏；常见保护件：胶带、波纹管、泡沫条、隔热材料。

2.1.6 电线束构成材料-过孔密封件、配电盒、保险丝、继电器

①过孔密封件：安装在线束与车身过孔间，密封、防水、降噪，同时起固定线束及防摩擦或割伤线束的保护作用。②配电盒：整车电源分配中心，保险丝、继电器安装的载体。常见配电盒：直插式配电盒、PCB 配电盒、智能配电盒……③保险丝：发生短路时，保险丝在导线发烟前熔断切断电路，保护导线。常见保险丝：快熔保险丝、慢融保险丝……④继电器：用小电流控制大电流的电气元件，输出回路的通断由输入信号确定。常见继电器：MIRCO 继电器、MINI 继电器、静音继电器、启停继电器。

2.2 线束电路原理图查询法

①定义：依据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制而成的图纸，包括所有电器件的导电部件和接线端子。②作用：清晰反映整车各电气系统内及系统间的连接关系和电气原理，结合电器件内部的原理（专业领域提供），确定具体功能实现原理及功能故障的排查点，如图3。③获取方式：主要包括图纸号系统获取和咨询对应研发设计人员两种方式。④原理图识图：整车电气原理图主要由原理图目录和各系统原理图构成。

图3 原理图体现内容

注：查询电气原理图时，注意原理图、线束图、实车零件需要相互对应，通常与线束图配合使用。

2.3 线束图查询法

①获取途径：系统搜索对应图纸号，选取最新版本获取。②作用：配合电路原理图使用，可以此找到实车具体功能故障涉及的线束分支，进行具体故障排查。③线束图识图：线束图纸主要包括线束图主体、回路表、选装表、走向图、外保护材料列表、标记图示、定位件方向视图、技术要求等，线束图主体相关示例如图4、图5、图6。

图4 线束图主体：定位件/外保护/附件说明

图5 线束图主体：连接器及回路说明

图6 线束图主体：单孔内回路说明

2.4 电气原理图与线束图之间的关系

由系统/零件ICD 信息，加上整车配电及接地设计，最终设计为整车电气原理图；电气原理图结合3D 布置及线束拓扑，最终形成线束2D 图纸。

电气原理图，说明了控制器、传感器、执行器、OI 之间的连接关系，说明了各个系统内/系统间的电气原理。线束图，说明了线束的布置走向、材料构成、回路信息。线束图中包含了配电和接地的原理信息，但是不包括电器件内部的原理[3]。

2.5 故障码读取法

通常使用诊断仪，按照工艺要求进行操作读取，主要应用于故障灯类功能故障的初步问题点锁定。

2.6 LOG 读取法

此法对偶发性电气问题具有分析指导作用，主要分为两种：系统信号传输类和单个零件本体数据变化类；前者常见的工具为CANoe，CAN 总线分析工具，可通过报文收发捕捉电气元件在发生故障时系统产生的具体问题；后者为单个零件记录自身最近时段各参数的实际状态，判断故障发生时零件本体是否存在问题，仅限于部分电气元件，如IVI、音响总成等，且有时限要求，具体元件读取方法，可征询研发设计人员或对应供应商。

2.7 参数测量法

主要针对系统功能参数的测量：如电压、电阻、电流等，常见工具为万用表，通常配合电气原理图、线束图使用，判断线路的通断，便于锁定问题点[4]。

3 电气问题解析模型的实例应用

实例应用：XX 车型四门防盗警示音功能失效问题解析。

按照问题解析模型，首先成立解析团队并确认问题详细基础信息（通性部分不再赘述）；然后开始进行第三部分问题分解步骤，具体如下。

①s2 明确原理（非故障灯类跳过s1）：通过征询研发设计人员并结合线束电气原理图确定，四门防盗警示音功能原理为车辆闭锁状态下，门内开手柄开启车门，由对应车门的门模块将开门信号传递给BCM 控制器，BCM 控制喇叭继电器工作，喇叭发出警示音。②s3 锁定问题排查点：喇叭继电器处的电信号传递、喇叭继电器与BCM 电信号传递、BCM 与门模块电信号传递。③s4 逐步排查：1）喇叭继电器处的电信号传递：使用电气原理图查询法结合参数测量法进行排查。首先取下喇叭继电器，测量继电器端子12230 与87121 之间电压为11.3V，继电器端子12086与车身地之间电压为11.4V，符合设计要求，说明继电器与喇叭、配电盒之间信号传输良好；车辆闭锁状态，开启左前门内开手柄时，继电器端子12086 与85119 之间电流一直为0A，说明喇叭继电器与BCM 电信号传递异常，需进一步排查。2）喇叭继电器与BCM 电信号传递：使用电气原理图查询法结合线束图查询法进行排查。首先确认二者之间信号传输具体的线束连接点，为BCB42-0.5-G/W，属于车身线束接前部线束；按照BCM 装配位置，找到对应点，发现异常点，前部线束与车身线束分支未插接，重新插接后故障消失，初步判断为此原因导致。④s5 故障复现：将前部线束与车身线束分支重置为未插接状态，故障现象复现，锁定问题原因为前部线束与车身线束分支未插接导致。⑤s6 过程分析：通过系统查询，锁定装配工位为总装一次内饰甲班T15 工位操作者XX 装配，通过录像视频确认为操作者漏插接导致。⑥s7 确定责任人：确定负责人为总装车间总装一次内饰甲班T15 工位操作者XX。

4 结论

汽车电气问题解析方法的研究是汽车行业技术研究的一个重要组成部分。通过对现有技术的总结分析，建立汽车电气问题解析体系，为汽车电气系统的安全运行提供有效的保障。

本文通过汽车电气问题解析模型的建立与电气问题解析方法的应用，结合实际案例为汽车行业提供了行之有效的电气问题解析方式，可快速提升企业整体的电气问题解析能力，消除工厂、售后等领域抱怨。