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汽車電路改裝的安全隱患

文檔作者：徐恩召蔣廷云呂自國苑靜文檔來源：河南天海電器有限公司線束研發(fā)中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月10日
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 OperationeMaintenance
汽車電路改裝的安全隱患
徐恩召,蔣廷云,呂自國,苑靜
(河南天海電器有限公司線束研發(fā)中心,河南鶴壁458030)
摘要:從汽車線路改裝設計、改裝工藝、原材料選擇改裝部位防護等方面,分析、論證了私改汽車線路的潛
在失效模式,以及所造成的車輛安全隱患
關鍵詞:改裝;安全隱患;電阻;電流;線路防護
中圖分類號:U463.6文獻標識碼:B文章編號:1003-8639(2012)07-0038-04
 Potential Safety Hazard Caused by Modification of Vehicle Circuit
 XU En-zhao, JIANG Ting-yun, LV Zi-guo, YUAN Jing
 Abstract: The potemir(Henan Tianhai Electric Co., Ld., Hebi 458030, China)
 I failure mode of impermissible circuit modification and the potential safety hazard caused
 by it are analyzed and proved from the aspects such as modification design, modification technics, raw material
 Key words: modification: safety hazard: resistance; current; cireuit protection
汽車電線束產(chǎn)品在汽車零部件分類等級中被劃慮汽車用電器的所有工況和各種失效模式。另外
分為安全件。在汽車導線束行業(yè),汽車導線束的設根據(jù)試驗和驗證的需要,設計單位必須具備相關的
計開發(fā)和制造過程有較為嚴格的品質(zhì)保證體系,
并試驗設施和驗證手段。
遵循國家和行業(yè)的安全法規(guī)。對于車主的線路私
之所以要求設計者的設計資質(zhì)和能力,是因為
改制現(xiàn)象,由于改制單位(或個人)自身條件的限任何設計上的失敗和缺陷最終都會給顧客造成行
制,通常會導致改制車輛存在安全隱患。經(jīng)調(diào)查和車故障和安全隱患,甚至是生命財產(chǎn)的損失。
分析,由于車主私自改裝和加載用電設備而導致的
行車安全事故呈逐年上升之勢。因此,在汽車行1車主改裝(或委托其他個人或單位改裝)時應
業(yè),所有車型的維修指南及產(chǎn)品免責聲明中均對車考慮和注意的問題
主私自改裝汽車線路造成的安全事故和不良影響加1)改裝電路與發(fā)電機功率的匹配及蓄電池功
以警示和說明,并聲明免責。
率匹配特性。
改裝者是否具有改裝線路設計的專業(yè)資質(zhì)和能2)全面分析及驗證電源分配、電流平衡、搭
力,影響到車輛改裝后的行車安全。在汽車行業(yè)
任何車型的汽車電路的設計者都必須是具有一定設
鐵布局以及新添加的電路對原電路的影響
3)進行導線負載能力計算、分析并正確地選
計資質(zhì)和經(jīng)驗的專業(yè)工程技術人員。根據(jù)汽車電路用原材料
設計者的資質(zhì)要求,其設計者應具有從事該行業(yè)3
4)合理選擇電路保護及熔斷片的選型、繼電
年以上工作經(jīng)驗,具備工程師及以上任職職稱的工器的匹配。
程技術人員。在實際電路設計過程中,通常是具有
5)兼顧工作環(huán)境溫度及電磁兼容。
上述要求的技術團隊或多方論證小組,而絕非一個
6)采用合格的原材料及合適的改裝工具。
人或一個部門能夠獨立完成的。
7)采用合適的線路防護等。
一般情況下,汽車電氣系統(tǒng)的設計要經(jīng)過電器
如上述因素未得到合理的設計和科學分析,并
架構設計、用電功率匹配設計、電磁兼容分析、工通過技術手段及試驗設備驗證,則將造成嚴重的后
作環(huán)境和工況分析、電路設計及安全保護設計、
果,甚至是燒車事故的發(fā)生。
束保護設計、原材料選型、制造過程設計等設計環(huán)
現(xiàn)根據(jù)筆者親自參與處理的因改裝而導致的行
節(jié),并經(jīng)過設計驗證(含型式試驗和10萬公里路試)車安全故實例進行分析,從理論上分析其引起故
和設計確認。上述任何設計及驗證,必須經(jīng)過周密
障的原因,并由此說明改裝汽車電路對行車安全帶
的計算、嚴格的論證及各種復雜環(huán)境的試驗,并考來的危害。
修改稿收稿日期:2012-05-0
作者簡介:徐恩召(1979-),男,河南魯山人,長期從事汽車電線束的設計和研發(fā)工作
38《汽車電器》2012年第7期
 OperationeMaintenance
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2加裝防盜器
次故障的發(fā)生,就是因為加裝者不了解車載電路搭
2.1故障現(xiàn)象
鐵布局設計原則,在加載大功率防盜器時,將防盜
該車購于2010年10月,1.5V排量CVT(無級變器負極搭鐵和TCU控制模塊的搭鐵連在一起而引起
速)車型。購車一周后,車主發(fā)現(xiàn)該車輛在停放后的。另外,所加裝的大功率防盜器離TCU控制模塊
不能正常起步,或在起步后不能加速,加大油門亦很,也會引起嚴重的電磁干擾,致使TCU啟動自
無反應。多次到售后服務店排查和維修,始終無法我防護
解決。反復多次后,車主以車輛存在故障為由要求2.4故障排除
4S店退車,并賠償損失。經(jīng)4S店多次協(xié)調(diào)無果后,
在征得車主同意下,拆除所加裝的大功率防盜
上報該車的制造廠。汽車制造廠聯(lián)合我公司協(xié)同4S器并妥善處理原接線口的絕緣包扎,經(jīng)驗證,故
店共同排查故障,查找原因。
障消除。
2.2故障檢查
由此可以看出,改裝者的專業(yè)資質(zhì)和能力非常
經(jīng)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn),電源主線和TCU模塊(變速器重要。本次改裝事故雖未造成較大的危害,但也影
控制模塊)上加裝有大功率防盜器,其它電路和部件響到了行車安全,給車主帶來安全隱患。
無異常。車主加裝防盜器的電路簡圖如圖1所示。
3加裝喇叭
3.1故障現(xiàn)象
FUSE
2011年,某市郊發(fā)生一起車輛自燃事件。該車
主在堵車過程中長時間鳴喇叭時,發(fā)現(xiàn)發(fā)動機艙內(nèi)
發(fā)電機
變速
部冒煙并起火。由于事發(fā)突然,車主來不及撲救
接防盜
防三器
盜三控
大火就蔓延起來。大火熄滅后,車輛上凡是可燃的
 ECU
報制
東西都燃燒殆盡。車主受到驚嚇和造成財產(chǎn)損失,
蓄電池
警模
塊
要求4S店和汽車廠賠償,并將事故照片發(fā)布在互聯(lián)
模
網(wǎng)上,以期擴大影響,對制造商施加壓力。為查明
起火原因,消除不良影響,汽車廠特邀我公司參與
圖1車主加裝防盜器的電路簡圖
燒車原因分析和事故責任界定。
3.2故障檢查
經(jīng)與車主溝通我們了解到,由于車主家住在5
經(jīng)現(xiàn)場勘查,發(fā)現(xiàn)車主在發(fā)動機艙內(nèi)部靠近蓄
樓,為了加強防盜效果,在購車的第3天就在一家電池部位加裝了2個40W的電喇叭(原始狀態(tài)是只配
汽車美容店加裝了大功率防盜器。防盜器加裝后,備了1個電喇叭),且電線接點處未進行可靠處理。
出現(xiàn)了車輛停放一段時間后發(fā)生故障,該故障出現(xiàn)經(jīng)進一步分析和論證,證實本次燒車事故的原因為
無規(guī)律性,有時每天都發(fā)生,且一天發(fā)生多次,有車主私改線路。由于線路超載和接點處理不當,導
時一連幾天都沒有出現(xiàn)故障。
致線路起火,并引燃車輛?，F(xiàn)對線路改裝前、后的
2.3故障原因分析
狀態(tài)進行分析,進一步揭示燒車事故發(fā)生的機理。
現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn),所加裝的大功率防盜器離TCU3.3故障原因分析
控制模塊很近,且防盜搭鐵加裝到TCU系統(tǒng)搭鐵上
原車電路中電喇叭功率為40W,熔斷器為10A
(參見圖1)。當車輛停放時,啟動防盜系統(tǒng),如受MINI熔斷器(型號為297010,600%倍額定電流熔
到外界干擾,將觸發(fā)防盜裝置,發(fā)出防盜報警信斷時間為0.03-0.1s),繼電器為12V20A常開觸點
號,防盜報警器開始工作。由于受到防盜報警器的(型號為HFV6/012HS-TR,額定電流負載能力為
脈沖干擾,TCU模塊啟動自我保護程序(c模塊20A),線徑選型為日標AVss0.85mm線徑(電流
在停車熄火狀態(tài)仍保持常電),進入屏蔽狀態(tài),不最大極限負載能力為=12.5A,工作溫度25℃時)。
執(zhí)行任何操作指令,導致車輛不能正常起步,或在圖2為原電路的
起步后不能加速,加大油門也無反應等現(xiàn)象。
電路圖。
根據(jù)車載電路搭鐵布局設計原則,發(fā)動機
fuse0.5.85
載
1)首先對蓄電池10A
ECU、ABS-ECU、安全氣囊ECU、變速器TCU等控電線負載能力進
制單元的搭鐵點應獨立設置,不能和功率電器(如行校核和驗證
電
喇叭、散熱風扇、音響等車載電器)的搭鐵共用搭根據(jù)w=u,
且
機0.5085器
鐵點,其目的就是避免功率電器在工作狀態(tài)下干擾U=12V可推導
上述控制模塊,從而影響控制模塊的正常工作本出,電喇叭的額
圖2原電路圖
《汽車電器》2012年第7期39
使用●維修
 OperationeMaintenance
定電流=W=40/12=3.34A,工作電流(常溫25℃)
=/0.75=4.44A
由電線負載能力計算及選型原則可知,其電線
負載必須預留一定的安全裕量(指安全系數(shù)),通
常實際負載是電線負載能力的60%(如短時間工作
可放大到80%-100%,電喇叭屬短時間工作用電器,
但為了保證安全,一般按照80%)。基于上述原則,
該電路負載的選型電流/a=l/80%=5.56A。
由此可知,在常溫狀態(tài)下,=5.56A<1=
圖3加裝的喇叭及電線圖4加裝喇叭電路的接點
過程中,即在高溫工作狀態(tài)(靠近蓄電池部位工作
0.85(A)
環(huán)境溫度為80℃左右,線束外包耐高溫波紋管保
蓄電池FUSE、851307
護)時,電線負載能力m=6A(隨著溫度的升高電
10A(g)
A喇叭繼電器
流負載能力下降,每升高10℃負載能力下降1.3A左
發(fā)0.5.85()
7
右),則=4.44A<=5.56Ala,存在引爆熔斷片的可能(由于溫度的
最大工作溫度。
由于發(fā)動機艙中央熔斷絲盒(包含保熔斷片和使用范圍的定范圍內(nèi),雖然熔斷片不會馬上引
爆,但會大大降低熔斷片的使用壽命,用戶不得不
右(根據(jù)離發(fā)動機熱區(qū)的遠近,溫度范圍從70經(jīng)常更換熔斷片,并長期使車輛和乘員處于危險之
135℃),則熔斷片的選型負載=4(1-015)=中。某些車主為了避免換熔斷片的麻煩,私自更換
5.23A。根據(jù)計算結果,推薦采用的熔斷片實=較大規(guī)格的熔斷片,致使導線電流負載已達到負載
10A,故熔斷片的選型也是符合使用要求的。
極限時,熔斷片不起作用,引發(fā)火災事故,這在燒
經(jīng)對熔斷片選型校核可知,在原狀態(tài)下,熔斷車事故中是經(jīng)常碰到的問題。圖6和圖7是試驗室模
片選擇是滿足要求的。
3)根據(jù)繼電器額定電流的選擇原則,繼電器擬電線在過載的情況下發(fā)生自燃的情況
額定電流的70%應大于負載的正常工作電流。原電
路所選用的繼電器的額定電流為20A,則根據(jù)上述
原則,所以=20×0.7=14>4.44,故原電路繼電器
選擇也符合使用要求。
4)現(xiàn)根據(jù)燒車現(xiàn)場勘察情況,還原燒車前的
改裝電路,圖3和圖4是線路改裝圖片及接線點圖
片。圖5為改裝后的電路圖。
根據(jù)圖5可知,新添加的2個喇叭與原喇叭并
圖6電線過載試驗(發(fā)煙)圖7電線過載試驗(燃燒)
聯(lián),電流疊加,喇叭總功率增加了,而電線沒有隨
之增加線徑。常溫狀態(tài)下,A、B、C三處的電流強3.4故障機理分析
度為=3×10.75=17.76A,而上述3處的電線電流最
也許有人認為汽車電線及防護材料均為阻燃材
大極限負載能力為m=12.5A,則,即已超過電料,即使電路起火也不會引起火災,這其實是一種
40《汽車電器》2012年第7期
 OperationeMaintenance
使用●維修
誤解。對汽車電線束而言,所謂的阻燃材料,根據(jù)
表2各規(guī)格導線的拉力要求
不同的阻燃等級,其離開火源后自持燃燒的時間有導體標稱截0.500.751.001.502.504.0
所不同,而并不是不會燃燒。阻燃等級越高,離開面積mm
火源后自持燃燒的時間越短。以電線阻燃性要求為拉力/N508010015020027
例,符合日標 JASO D661標準的AVSS電線,阻燃性導體標稱截6.0010.0016.0025.035.0050.00
要求為“電纜在火焰中直到燃燒,移開火焰后在15拉力/N4505001500190022002700
s內(nèi)自熄”。在因汽車電路引起的火災中,在不切斷
致起火源處的可燃物持續(xù)不斷地燃燒,這就注接點或一個端子同時連接2根及2根以上電線時,選擇
電源的情況下,起火源的熱量是持續(xù)增加的
截面較大的電線測量拉力
導
引燃附
近的其它可燃物,如不及時撲救,最終導致大火蔓
上述要求是電線接點的重要過程參數(shù),在電線
延至整個車身。
束制造過程中受到嚴格的管理和監(jiān)控。上述三大要
另外,改裝時線路接點處理不當,是引起火災素中,接點電壓降是最為受到關注的要素。其主要
程中,操作者將原電路的絕緣皮剝開,并將加裝電器的正常工作,如是電平信號,則影響更為明顯
路的導線纏繞到原電路上,這種操作方式,對汽車②電路在導通的情況下,由于電流的熱效應,接
電路來說,是極為危險的。原因如下:汽車電線束點部位會起熱,當接點電阻達到一定值時,會產(chǎn)生
在制造過程中,為確保產(chǎn)品品質(zhì)和使用安全,其加大量的熱量,并引燃導線,造成火災事故。
工產(chǎn)品特性和過程特性要滿足汽車電線束行業(yè)標準
的相關要求。在汽車電線束行業(yè)標準中(C/5燒車事故起因分析
T291062004),對接線點的電壓降、剖面、力學
現(xiàn)進一步論證由于接點電壓降過大導致燒車事
特性等方面具有較為嚴格的要求。現(xiàn)將接點技術要故的起因。接點電壓降過大的原因在于節(jié)點處電阻
求摘錄如下。
高,而電線接點虛接導致接點電阻過大。根據(jù)表1
所規(guī)定電壓降值和試驗電流的大小,可換算出允許
4接點技術要求
節(jié)點電阻值的大小。以0.85mm2導線的接點電阻值
1)接點電壓降要求(表1)
為例,在正常情況下,其電阻值不大于0.5m,則
表1電壓降值
由熱力學方程Q熱=PRt可知,正常情況下接點部位
導體標稱截0.50(0.85)1.001.502.504.006.00
所產(chǎn)生的熱量是微乎其微的。當接點虛接時,虛接
面積
部位的電阻是正常狀態(tài)下的幾百倍,但對整個回路
試驗電流/A5101520303540
而言,接點處的電阻變化對整個回路的電阻變化影
電壓降/mV3581116120響不大,則回路電流也變化不大。由此可知,接點
導體標稱截
面積/mm
10.0016.0025.0035.0050.0070.00
虛接時節(jié)點處產(chǎn)生的熱量是正常情況下的幾百倍。
當接點處的熱量富集達到一定程度時,就會引燃導
試驗電流/A5060708090100
線,造成火災事故。
電壓降mV251518202325
另外,如圖4所示的接線方式在行車過程中由
于震動造成松動,導致電阻成倍增加,則所產(chǎn)生的
2)接點剖面要求
熱量也會成倍增加。由于這種現(xiàn)象而造成線路燃燒
采用壓接方法時,導體不應壓斷,接點橫斷面并引燃汽車是最為普遍的
應符合附錄A(指的是QC/T291062004的附錄A)
的要求。
別后,改裝部位的線路防護也至關重要。如未
接點進行有效的絕緣防護,則有可能因接點部位
如圖8所示,導體中所有
短路引起電路起火,導致火災事故發(fā)生。
單線的斷面應呈不規(guī)則多邊
單
圖9和圖10為正確的接點加工和防護方式。
形,導體與端子相接部位、單
線與單線之間應無明顯縫隙,
端子壓接部位應包住全部導圖8端子剖面要求
體。端子壓接的卷曲部分a、b必須相接,且對稱。
3)接點力學性能要求
圖9正確的接點連接方式圖10正確的接點防護方式
接點應牢固,在規(guī)定的拉力下不應損傷和脫
開,其拉力值應不小于表2中的規(guī)定。
(下轉(zhuǎn)第45頁)
《汽車電器》2012年第7期41
 OperationeMaintenance
使用●維修
對于電動調(diào)節(jié)器標準控制電壓(或安全工作
電壓信號范圍)U(=n)在[0.2-0.85]范
圍內(nèi),執(zhí)行機構(如圖7中傳動分總成)的傳遞函
數(shù)為△S=S-S=8×Vcx0.2mm,其中△S為電動調(diào)節(jié)
器的有效調(diào)節(jié)行程,S為調(diào)節(jié)絲桿的伸出長度(見
圖8),S為在Uc調(diào)節(jié)到允許的最小值時調(diào)節(jié)絲桿8系列
的伸出長度,為標準控制電壓,c為控制電壓外的安部位
節(jié)器的安裝部位
(U>0),Un為工作電壓。電動調(diào)節(jié)器對于以下狀
圖14LVAC08系列外置式電動調(diào)節(jié)器安裝部位
態(tài)能準確無誤地識別,并停止在調(diào)節(jié)絲桿的瞬時
位置上:①控制線路沒有連接(或U處于斷路狀5結束語
態(tài));②標準控制電壓在區(qū)間0.0~0.10]或
伴隨國標GB47852007上規(guī)定要求必須安裝
0.90-1.0]范圍內(nèi)。
燈光調(diào)節(jié)裝置兩年的過渡期的結束,燈光調(diào)節(jié)裝
4)其他性能電動調(diào)節(jié)器除了上述的電氣性置已經(jīng)成為國內(nèi)新款車型汽車前照燈的標準配置,
能外,其他性能還有機械性能、環(huán)境變化性能、手動式電動調(diào)節(jié)器在中低端車型上應用也越來越
耐久性能等。機械性能主要包括設計負載驅(qū)動力、廣泛。前照燈手動調(diào)光系統(tǒng)主要用來調(diào)節(jié)前照燈
靜態(tài)承載力、振動性能、噪聲性能、跌落;環(huán)境近光燈上下方向的調(diào)光角度,以改善前照燈燈光
變化性能包括極溫沖擊性能、防水防塵性能(氣方向偏離標準方向。當然,汽車夜間行駛時也會
密性測試)、鹽霧;耐久性能包括常溫耐久性能、遇到諸如彎道、高速巡航、緊急制動、起動、高
高溫耐久性能、低溫耐久性能。
速公路、城市公路、鄉(xiāng)村公路、雨雪天氣等不同
條件下的照明要求,這時,對前照燈的要求更高,
4電動調(diào)節(jié)器應用
手動燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)無法適應這些需要。因此
目前,我公司從2004年開始研發(fā)第1款手動調(diào)節(jié)國內(nèi)外相應的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)或動態(tài)燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)
系統(tǒng)(LV ACO11),至今已形成5個系列( LVACO1、(AFS)的技術就應運而生
 LVACO22、 LVACO6、 LVACO7、LVAC08)十幾個品
種的手動前照燈電動調(diào)節(jié)器,其中部分產(chǎn)品如參考文獻:
 LVACOI(哈飛出口車)、LVAC02(奇瑞汽車)、1]黃佐賢現(xiàn)代汽車燈具[M].北京:長虹出版公司,2003
AC08(南汽名爵、長城出口車)已量產(chǎn),部分產(chǎn)[2]上海大眾汽車有限公司,電動燈光距離調(diào)節(jié)裝置性能
品(LV AC022-A-D,LVAC08-A-G)應主機廠(奇
要求T82090[Z].1996.
瑞、比亞迪、長城、長安)或汽車燈具廠要求改型3]GB47852007,汽車及掛車外部照明和光信號裝置的
并已通過其確認。 LVACOS8系列改型前后的對比如圖
安裝規(guī)定[S]
13所示, LVACO88系列外置式電動調(diào)節(jié)器的安裝部位4]ECER482001,關于照明和信號裝置安裝認證的統(tǒng)
如圖14所示。公司在前照燈手動調(diào)節(jié)器的研發(fā)、設
一規(guī)[s]
計、生產(chǎn)、工藝、品質(zhì)等方面已經(jīng)日趨成熟。
(編輯李翩)
此裝置作為整車燈具的一部分,車檢時是對
車燈整體進行檢驗,不單獨對此裝置進行檢驗;(上接第41頁)
檢驗時,按照GB47852007相關規(guī)定對車燈檢驗6結束語
通過以上因汽車線路改裝而造成的行車安全事
故分析可知,改裝者是否具有改裝線路設計的專業(yè)
資質(zhì)和能力,決定了汽車電路改裝的成敗。同時,
通過以上安全事故說明,私自改裝汽車線路危害極
大,甚至危及到車主和乘員的生命安全。作為專業(yè)
的線束設計從業(yè)者,筆者提醒各位車主:為了愛車
的行車安全,同時也為了您和乘員的生命財產(chǎn)安全
請勿私自(或委托其他人員和單位)改裝汽車電路!
參考文獻:
(a)LVACOS8系列改型前(b) LVACO88系列改型]QC/291062004,汽車低壓電線束技術條件[]
圖13LVAC08系列改型前后對比
編輯孫韶華)
《汽車電器》2012年第7期45

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02-21