在现代汽车中,线束如同人体的“神经系统”,遍布车身各个角落,承担着传输电能、控制信号和数据通信的关键任务。从发动机舱内的高温区域到驾驶舱内的舒适环境,线束需要在极其复杂的工况下稳定工作。其中,高温是汽车线束面临的最严峻挑战之一。发动机运行时产生的热量、排气管的热辐射、夏季暴晒下的舱内温度,都可能使局部环境温度超过100°C。长期处于高温环境下,线束的绝缘层可能软化、老化、开裂,导体氧化,连接器接触不良,轻则导致信号干扰、功能失灵,重则引发短路、起火,威胁行车安全。因此,汽车线束耐高温检测成为确保车辆电气系统可靠性和安全性的关键环节。
一、 为何汽车线束必须进行耐高温检测?
工作环境极端: 发动机舱是汽车线束耐高温检测的主要关注区域。现代发动机热效率提升,工作温度更高,加之紧凑的发动机布局,线束常需紧邻高温部件(如排气歧管、涡轮增压器)布置。
材料性能退化: 高温会加速线束绝缘材料(如PVC、XLPE、PA尼龙)和连接器塑料(如PA6、PBT)的老化,导致其机械强度下降、绝缘性能降低、脆化开裂。
电气性能下降: 高温会增加导体的电阻,导致电压降增大,影响用电设备正常工作;同时可能加剧连接器的氧化,增加接触电阻,产生局部过热。
安全风险: 绝缘层在高温下失效是引发短路、电弧和火灾的主要原因之一。
法规与标准要求: 主流汽车制造商(OEM)和行业标准(如ISO、SAE、LV)都对线束的耐温等级和测试方法有明确规定。
二、 汽车线束的耐温等级
汽车线束并非统一耐温,而是根据其安装位置和用途,选用不同耐温等级的材料。常见的耐温等级包括:
-40°C ~ +85°C / +105°C: 适用于驾驶舱、底盘等温度相对较低的区域。
-40°C ~ +125°C / +135°C: 适用于发动机舱大部分区域,是目前主流的耐高温线束等级。
-40°C ~ +150°C / +175°C / +200°C: 适用于紧邻排气系统、涡轮增压器等极端高温区域的线束,通常采用更高级的材料如硅橡胶(SiR)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)等。
三、 耐高温检测的核心项目与方法
汽车线束的耐高温检测并非单一试验,而是一套综合性的评估体系,主要包括以下几类:
1. 高温老化试验(Long-term Heat Aging)
这是评估线束长期耐热性能的基础测试。
标准依据: ISO 6722(道路车辆 60V和600V无屏蔽低压电缆)、LV 216(大众标准)、GMW 3191(通用标准)等。
测试方法:
将线束样品(导线或带连接器的线束)放入高温老化箱中。
在规定的高温(如125°C、150°C)下持续放置规定时间(如1000小时、3000小时)。
试验后,对样品进行拉伸性能测试(测量绝缘层的抗张强度和断裂伸长率),要求其性能下降率不超过规定值(如保持率≥50%),以评估材料的热老化程度。
同时检查绝缘层是否有开裂、粘连、变形等现象。
2. 高温卷绕试验(Hot Mandrel Wrap Test)
考核线束在高温下的柔韧性和绝缘层的抗裂性。
测试方法:
意义: 模拟线束在低温或高温环境下弯曲安装或使用时的应力,确保绝缘层不会因脆化而开裂。
将导线试样在规定高温下(如-40°C或特定高温)保持一段时间。
然后迅速缠绕在规定直径的圆棒(mandrel)上数圈。
在放大镜下检查绝缘层是否有裂纹。
3. 高温压力试验(Heat Deformation Test)
评估绝缘层在高温和压力共同作用下的抗变形能力。
测试方法:
意义: 防止线束在高温环境下被夹子、支架等挤压导致绝缘层永久变形,影响绝缘性能。
将导线试样置于规定高温下。
用带有圆头的压针施加规定压力,压入绝缘层一定深度并保持规定时间。
冷却后测量压痕的永久变形量。
4. 热冲击试验(Thermal Shock Test)
考核线束在剧烈温度变化下的可靠性。
测试方法:
将样品在高温(如+150°C)和低温(如-40°C)的环境箱之间快速循环转换(通常转换时间<1分钟)。
进行数十次甚至上百次循环。
试验后检查线束外观、连接器锁止机构、导体与端子的压接质量等。
意义: 模拟车辆在极寒地区启动后发动机迅速升温,或在炎热地区停车后迅速冷却的工况,考核材料的热胀冷缩匹配性和结构稳定性。
5. 高温通电试验(High Temperature Operation Test)
模拟线束在高温下带载工作的能力。
测试方法:
意义: 考核在高温叠加电流发热的双重应力下,连接器的接触可靠性和散热能力。
将线束样品(尤其是连接器部分)置于高温环境中。
通过规定电流,模拟实际工作负载。
监测连接器端子的温升,确保其不超过材料和安全限值。