Optimisation des tests de court-circuit et de circuit ouvert des faisceaux de câbles automobiles grâce à des simulateurs automatisés

Abstract
Avec l'amélioration continue des systèmes électroniques automobiles modernes, le nombre de calculateurs embarqués, de capteurs et d'actionneurs ne cesse d'augmenter, et la taille des faisceaux de câbles du véhicule s'étend en conséquence. En conditions réelles d'utilisation, ces faisceaux sont soumis à des vibrations, des variations de température, au vieillissement de l'isolation et à l'abrasion, autant de facteurs qui peuvent facilement provoquer des défauts électriques tels que des circuits ouverts, des courts-circuits et des interruptions de connexion. Les composants électroniques embarqués doivent subir des tests rigoureux d'injection de défauts afin de vérifier la fiabilité des circuits de protection internes et des méthodes de diagnostic, et ainsi prévenir la surchauffe, les pannes fonctionnelles et même les accidents liés à la sécurité du véhicule causés par des défauts de faisceau. Le simulateur de circuits ouverts et de courts-circuits pour faisceaux de câbles automobiles est un équipement de simulation dédié aux tests et à la R&D dans les domaines de l'électronique et de l'électricité automobile. Il peut simuler des conditions de fonctionnement normalisées, notamment les circuits ouverts, les courts-circuits, les courts-circuits à l'alimentation, les courts-circuits à la masse et les interruptions de connecteurs pour les lignes de signal et les circuits de charge, et répond aux exigences de test rigoureuses en matière de fiabilité des circuits et de performances de protection spécifiées dans les normes nationales GB, les normes internationales ISO et les spécifications des principaux constructeurs automobiles. Les méthodes traditionnelles de câblage manuel et de test manuel des courts-circuits souffrent d'une faible précision temporelle et d'une cohérence de test insuffisante, ce qui les rend difficilement compatibles avec les exigences de test normalisées et automatisées des laboratoires modernes. LISUN Prenant pour objet de recherche le simulateur de court-circuit ouvert de faisceau de câbles automobiles LIS‑LSCS‑1730, cet article illustre son principe de fonctionnement et ses fonctions principales, analyse sa valeur technique dans les scénarios de test de défauts de faisceau de câbles automobiles et fournit des références pour la vérification de la conformité des composants électroniques embarqués. 

Problèmes existants dans les tests de circuit ouvert et de court-circuit des faisceaux de câbles automobiles
Conformément aux normes GB/T 28046.2‑2011, GB/T 45120‑2024, ISO 16750‑2:2023 et aux normes internes des constructeurs automobiles, notamment Volkswagen, SAIC, Leapmotor et Seres, les composants électroniques embarqués doivent subir une série de tests (circuit ouvert, court-circuit et interruption de connecteur) pour les lignes de signal et les boucles de charge, afin d'examiner le comportement des équipements testés dans diverses conditions de défauts de câblage. Ces tests doivent reproduire des conditions de fonctionnement complexes, incluant des durées de défaut variables, des défauts cycliques multiples et des défauts synchrones sur plusieurs boucles.

Dans les laboratoires de première génération, la simulation des défauts des faisceaux de câbles était principalement réalisée manuellement, par branchement et débranchement de bornes, connexion de fils de court-circuit externes et déconnexion manuelle des circuits. Cette approche présente de nombreux inconvénients : la durée du défaut dépend du chronométrage manuel, le contrôle précis du délai de défaut à la milliseconde près est impossible, les conditions de défaut sont difficiles à maintenir constantes d’un test à l’autre et la reproductibilité des tests est faible. Lors de tests de défauts synchrones multicanaux, les opérations manuelles sont fastidieuses et sujettes aux erreurs de câblage, susceptibles d’endommager les échantillons testés. Les tests cycliques de durabilité nécessitent une présence prolongée de l’opérateur, engendrant des coûts de main-d’œuvre élevés et une faible efficacité. Par ailleurs, l’impossibilité de les connecter à des plateformes de test automatisées constitue un frein aux tests en grande série. Avec la mise à jour continue des normes de test électronique automobile, les entreprises imposent des exigences accrues en matière de traçabilité des données de test et de génération automatique de rapports. Les modes de test manuels traditionnels ne sont plus adaptés à l’évolution industrielle. Simulateur de court-circuit ouvert de faisceau de câbles automobile est devenu un matériel essentiel pour résoudre ces problèmes de test.

Principe de fonctionnement et fonctionnalités principales d'un simulateur de court-circuit et de circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles
Le simulateur de circuit ouvert et de court-circuit pour faisceaux de câbles automobiles repose sur une topologie de commutation électronique de puissance à haute vitesse et est doté de plusieurs canaux de test indépendants. Chaque canal peut être connecté aux lignes de signal ou aux boucles de charge de l'équipement testé. Différents modes de défaut peuvent être configurés indépendamment pour chaque canal, notamment circuit ouvert, court-circuit direct, court-circuit à la masse, court-circuit à l'alimentation et interruption transitoire du connecteur. Il prend en charge le fonctionnement indépendant d'un seul canal ou le fonctionnement synchrone de plusieurs canaux. Après un câblage initial, tous les éléments testés peuvent être commutés sans modification répétée du câblage externe, réduisant ainsi les erreurs systématiques dues aux manipulations manuelles.

Le simulateur de court-circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles permet une configuration programmable de la durée du défaut, du nombre de cycles et des étapes de test. La durée de maintien du défaut est réglable de 20 ms à 10 000 s, et jusqu'à 255 séquences de test sont disponibles. Il est possible de simuler des scénarios de défauts composites complexes, avec des défauts successifs de faisceaux de câbles rencontrés sur des véhicules réels. Doté d'un écran tactile capacitif Android de 10.1 pouces (chinois-anglais) pour la configuration locale des paramètres, l'appareil est également équipé d'interfaces de communication LAN, USB et RS485 pour recevoir les instructions d'un ordinateur et s'intégrer ainsi à des systèmes de test automatisés. Un module intégré de surveillance en temps réel de la tension et du courant enregistre les données électriques pendant le test et génère automatiquement des rapports à la fin du test pour l'archivage et la traçabilité des données. La résistance de boucle des commutateurs internes est maintenue à un faible niveau afin de minimiser les interférences dues à l'impédance intrinsèque des commutateurs sur les résultats de la simulation de défauts et de reproduire l'état électrique réel des défauts de faisceaux de câbles des véhicules.

LISUN Le simulateur de court-circuit et de circuit ouvert LIS-LSCS-1730 pour faisceaux de câbles automobiles est un modèle phare de cette série. Il dispose de 30 canaux de test indépendants, chacun supportant un courant maximal de 10 A, soit un courant maximal total de 50 A pour l'ensemble de l'appareil. Compatible avec les tensions de test de 60 V CC ou 220 V CA, il est adapté aux tests d'injection de défauts pour la plupart des composants électroniques et électriques des véhicules particuliers et utilitaires 12 V et 24 V. Ses principales caractéristiques techniques sont présentées dans le tableau 1.

Scénarios d'application pratique du simulateur de court-circuit et de circuit ouvert de faisceau de câbles automobiles
Le simulateur de court-circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles couvre les clauses de test de défauts de faisceaux de câbles définies dans les normes GB/T 45120-2024, GB/T 28046.2-2011, ISO 16750-2:2023 et les normes internes de FAW, Leapmotor, Seres, SAIC, Volkswagen et Nissan. Il est largement utilisé dans la recherche et le développement, les tests de certification par des organismes tiers et le contrôle qualité en production pour les calculateurs, les capteurs et les actionneurs.

Lors des tests de circuit ouvert sur les lignes de signal, le simulateur de court-circuit et de coupure de faisceau de câbles automobiles simule les ruptures de fils et les déconnexions de connecteurs. Les opérateurs vérifient si le calculateur testé identifie les défauts et enregistre les codes d'erreur de diagnostic, tout en s'assurant de l'absence de fausses sorties ou de fausses alarmes. Lors des tests de court-circuit à la masse et à l'alimentation, le dispositif court-circuite les boucles testées respectivement à la masse ou à l'alimentation du véhicule et maintient la durée du défaut conformément aux normes, afin de vérifier l'efficacité de la logique de protection interne des dispositifs testés et le bon fonctionnement des fusibles et des circuits intégrés de commande. L'absence de dommages permanents aux composants doit être inspectée après les tests. Le mode de fonctionnement avec interruption de connecteur simule une déconnexion transitoire due à des secousses du véhicule. La durée du défaut, paramétrable à la milliseconde, permet de reproduire des défauts ponctuels rencontrés sur des véhicules réels et de vérifier la capacité de récupération fonctionnelle après une déconnexion de fil.

Le simulateur de court-circuit et de circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles offre un avantage majeur : le test synchrone multicanal. Différentes conditions de défaut peuvent être appliquées simultanément à plusieurs boucles de signal afin de simuler des scénarios extrêmes de défaillances simultanées de plusieurs circuits de faisceaux dans les véhicules. Ceci permet de vérifier intégralement l’efficacité des systèmes de diagnostic des pannes des composants. En collaboration avec un logiciel embarqué, l’appareil exécute automatiquement des séquences de test complètes, collecte de manière synchrone les données de tension et de courant et génère automatiquement des rapports de test pour faciliter l’analyse des défaillances par les techniciens. Lors de la conception d’un système de test électrique embarqué complet, le simulateur de court-circuit et de circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles est généralement utilisé conjointement avec des simulateurs de tension bipolaires à quatre quadrants et des générateurs d’impulsions transitoires pour réaliser des tests de charge électrique complets.

Analyse comparative des schémas de test nouveaux et traditionnels
Comparé aux méthodes traditionnelles d'injection de défauts manuels, le simulateur de court-circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles permet le stockage programmable de tous les paramètres de défaut. Un même ensemble de fichiers de test peut être réutilisé. Lorsque différents opérateurs effectuent des tests, le type de défaut, sa durée et les temps de cycle restent constants, ce qui améliore considérablement la reproductibilité des tests et réduit les erreurs liées aux manipulations manuelles. Une fois le câblage initial terminé, différents modes de défaut peuvent être sélectionnés sans modifier les circuits externes, ce qui diminue les risques d'endommagement des échantillons dus à des câblages fréquents et raccourcit les cycles de préparation des tests.

Le simulateur de court-circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles prend en charge les tests de durabilité cycliques de longue durée. Il effectue automatiquement des milliers de cycles d'injection de défauts sans intervention continue de l'opérateur, ce qui le rend idéal pour les projets de validation de fiabilité. Connecté à des plateformes de test automatisées via des interfaces de communication, il intègre l'injection de défauts dans les faisceaux de câbles, le contrôle de l'état de l'alimentation et la lecture de l'état de l'équipement testé dans un seul script de test, permettant ainsi une automatisation complète du processus et une amélioration de l'efficacité globale des tests en laboratoire. En pratique, les opérateurs doivent veiller à respecter les limites supérieures de courant des canaux. Pour les tests en boucle de charge haute puissance, les paramètres de courant nominal de l'appareil ne doivent pas être dépassés afin d'éviter toute surcharge et tout dommage aux composants de commutation internes.

Conclusion
Avec les progrès constants de l'intelligence automobile, le nombre de composants électriques et électroniques embarqués ne cesse d'augmenter, et l'industrie accorde une attention croissante aux risques fonctionnels liés aux défauts de câblage au niveau du véhicule. Le simulateur de défauts de câblage automobile (circuit ouvert/court-circuit) reproduit fidèlement divers défauts électriques de câblage dans des conditions réelles de véhicule et effectue des tests d'injection de défauts, notamment les circuits ouverts, les courts-circuits et les interruptions de connecteurs pour les lignes de signal et les circuits de charge, conformément aux spécifications des normes nationales GB, ISO et aux normes des différents constructeurs automobiles. Dispositif commercial éprouvé, LISUN LIS‑LSCS‑1730 Simulateur de court-circuit ouvert de faisceau de câbles automobile Ce simulateur de court-circuit ouvert pour faisceaux de câbles automobiles offre un contrôle indépendant multicanal, une temporisation programmable, un contrôle à distance par ordinateur et une génération automatique de rapports. Il résout efficacement les problèmes liés à la simulation manuelle de défauts, tels que la faible reproductibilité et la complexité d'utilisation, et joue un rôle important dans la vérification des composants lors de la R&D, les tests de certification par des organismes tiers et le contrôle qualité des composants. Avec l'amélioration continue des systèmes de test électroniques et électriques embarqués, ce simulateur fonctionnera en synergie avec d'autres dispositifs de simulation d'alimentation pour optimiser le système complet de vérification de la fiabilité des composants électroniques embarqués.