客車暗電流探討

黃　磊

（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司金龍客車工程研究院，福建廈門361023）

客車暗電流探討

黃磊

（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司金龍客車工程研究院，福建廈門361023）

介紹客車暗電流的產(chǎn)生原因和相關(guān)危害，重點分析幾種客車暗電流檢測方法的特點，從客車零部件設(shè)計、整車電氣設(shè)計和用戶使用等環(huán)節(jié)闡述客車暗電流的處治，并提出制定客車暗電流相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議。

客車；暗電流；檢測；處治；標(biāo)準(zhǔn)

客車蓄電池虧電是客車電氣故障中的常見現(xiàn)象，具體是指客車行駛中蓄電池逐漸失去電量，以致客車起動困難或電器工作不正常的現(xiàn)象。導(dǎo)致客車蓄電池虧電的原因有三類［1］：一是停車時，電器開關(guān)未關(guān)等人為使用因素導(dǎo)致的蓄電池虧電；二是蓄電池因自身結(jié)構(gòu)原因，如電解液中非鉛金屬雜質(zhì)過多導(dǎo)致的自放電；三是由于客車電器、線束、傳感器、控制器、執(zhí)行器等電子元器件和電路設(shè)計原因造成的暗電流。第一類原因?qū)儆谌藶槭褂靡蛩兀诙愒驅(qū)儆诳蛙囆袠I(yè)零部件現(xiàn)狀限制，第三類原因?qū)儆陔姎庠O(shè)計層面可控因素。本文主要圍繞暗電流的產(chǎn)生、危害、檢測、處治以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開論述。

1　暗電流的產(chǎn)生及危害

所謂暗電流（因為英文稱之為Dark Current，故直譯為暗電流），是指車輛在鑰匙OFF檔，車門鎖閉且沒有客戶功能的時候，整車的電流消耗。其中客戶功能是指客戶能夠感覺到的功能，比如音響、儀表、燈光、刮水的動作等。暗電流產(chǎn)生的原因：第一類，某些電器設(shè)備需要持續(xù)保存行車數(shù)據(jù)，必須長期供電，比如行車記錄儀、電子鐘、音響（記憶上次聽過的頻段、曲目等），還有空氣調(diào)節(jié)裝置（記憶溫度、風(fēng)速的設(shè)定等）；第二類，安防類用電器需要長期供電，以保證全天候的監(jiān)控功能，比如門鎖遙控器和視頻監(jiān)控等；第三類，某些電器需要提前進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)以保證乘坐舒適性，比如帶定時功能的車載加熱器；第四類，故障診斷功能需要控制器持續(xù)供電，現(xiàn)在的車輛都具有診斷功能，即控制器能自動識別故障的原因并以代碼的形式存儲于控制器內(nèi)［2］；第五類，因材料問題、電路設(shè)計原因、客戶不正常使用等導(dǎo)致的絕緣失效、電路不正常導(dǎo)通（俗稱漏電）。其中，只有第五類原因產(chǎn)生的暗電流可以加以管控并使之完全消除，前四類原因產(chǎn)生的暗電流無法完全消除，只能加以控制。

由于電器設(shè)備的增多，越是高級的客車，暗電流也越大，新能源客車尤其是這樣。隨著客車電器設(shè)備的增加，如不從源頭加以控制，客車的暗電流將會越來越大。暗電流越大，則蓄電池能量消耗越快。蓄電池作為客車?yán)淦饎拥奈ㄒ荒芰刻峁┱?，如果暗電流的?shù)值超過合理的范圍，可能造成以下危害［3］：蓄電池出現(xiàn)過快虧電，車輛起動困難；蓄電池容量下降，過早損壞；發(fā)動機(jī)起動機(jī)工作電壓低，過早損壞；安防系統(tǒng)失靈，行車數(shù)據(jù)丟失。由此可知，暗電流雖?。ㄒ话阍趍A級別），其危害甚大。

2　暗電流的檢測方法

暗電流悄無聲息的存在于客車電氣系統(tǒng)中，常規(guī)使用過程中難以察覺，待出現(xiàn)問題時，已經(jīng)造成了難以挽回的損失?？蛙囯姎庀到y(tǒng)存在的暗電流大小一般在mA級別，可以通過暗電流檢測來知曉。在進(jìn)行暗電流檢測前，需做如下準(zhǔn)備：將被測車輛鑰匙置于OFF檔，車門鎖閉，關(guān)閉所有客戶功能的情況下持續(xù)60min后才開始檢測工作。汽車行業(yè)內(nèi)普遍采用的暗電流具體檢測方法主要分為以下幾種：

1）普通鉗形電流表測量法。采用普通鉗形電流表直接測量蓄電池接線端的正極（負(fù)極亦可），根據(jù)電流表讀數(shù)，得知暗電流數(shù)據(jù)。此測量方法不必拆卸車輛零部件，不改變原車電路連接，操作簡單方便；但缺點是普通鉗形電流表精度低（一般都是10mA等級），對暗電流變化的分辨率較差，僅適用于暗電流基礎(chǔ)數(shù)值較大的整車檢測場合。只能用于初步判斷整車暗電流的大致數(shù)值，對整車暗電流的精確數(shù)值確定和單個零部件的暗電流測量往往無能為力。

2）普通電流表串聯(lián)測量法。斷開客車蓄電池正極端頭電纜，將普通電流表設(shè)置在大電流量程檔位（避免過大的暗電流燒壞電流表），直接串聯(lián)在蓄電池正極端和正極電纜端頭之間，具體連接示意圖如圖1所示。暗電流數(shù)值可以直接從電流表上讀取。如果電流表顯示的暗電流讀數(shù)偏小，可以更換量程更小、精度更高的電流表以取得更準(zhǔn)確的測量值。此測量方案精度較高（可以達(dá)到mA級別），可以測量整車暗電流數(shù)據(jù)；缺點是需要整車斷電、拆卸蓄電池電纜導(dǎo)致丟失一部分行車數(shù)據(jù)，還需要注意匹配量程避免燒壞電流表。

3）分流器串聯(lián)電壓測量法。斷開客車蓄電池正極端頭電纜，將分流器直接串聯(lián)在蓄電池正極端和正極電纜端頭之間，分流器測量端并聯(lián)電壓表，具體連接示意圖如圖2所示。電壓表的量程可以自由調(diào)節(jié)，電壓表讀取的電壓數(shù)值乘以分流器的換算系數(shù)便可以獲得所測的暗電流數(shù)值，其中分流器的換算系數(shù)需要經(jīng)過校準(zhǔn)儀器標(biāo)定。此測量方案精度高（可以達(dá)到μA級別），通用性好，可以測量整車暗電流數(shù)據(jù)；缺點是需要整車斷電、拆卸蓄電池電纜導(dǎo)致丟失一部分行車數(shù)據(jù)，還需要提前匹配、標(biāo)定分流器。

4）車載電器件隔離測量法。在使用“普通電流表串聯(lián)測量法”和“分流器串聯(lián)電壓測量法”的基礎(chǔ)上，采用逐一斷開車載用電器的方式排查暗電流來源。斷開車載用電器的方法主要有拔除用電器的供電接插件和拔除相應(yīng)供電電路保險絲［4］，此方法可以用于測量單個車載用電器的暗電流。

對于整車暗電流數(shù)值，我國目前對客車乃至乘用車均無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而且歐美等發(fā)達(dá)國家對客車乃至乘用車暗電流數(shù)值也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求［5］，所以目前整車試驗驗證均參考各個整車廠的企業(yè)內(nèi)部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。筆者從用戶使用層面出發(fā)，綜合考量以下因素：

1）主流整車廠一般要求車輛靜止停放至少6周（42個晝夜）內(nèi)能夠正常起動車輛［5］。

2）客車行業(yè)主要采用鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池開路情況下會產(chǎn)生自放電現(xiàn)象；行業(yè)內(nèi)主流鉛酸蓄電池一個晝夜自放電量不超過額定容量的0.25%［6］。

3）鉛酸蓄電池的放電深度經(jīng)驗界限為額定容量的50%，深度放電后對蓄電池壽命將產(chǎn)生顯著影響［6］。

通過考量以上因素，在確保用戶能夠正常使用車輛且不影響零部件壽命的前提下，得出行業(yè)內(nèi)主流客車產(chǎn)品的整車暗電流參考上限數(shù)值，見表1。

表1　主流客車產(chǎn)品的暗電流參考上限數(shù)值

采用車載電器件隔離測量法可以測量單個車載用電器的暗電流數(shù)據(jù)，對于單個車載用電器的暗電流檢測，在有關(guān)電子部件或系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中通常都給出暗電流限值，如在GB/T 26775-2011中規(guī)定一般為3mA［7］；如果車載用電器存在暗電流，則一般不超過10mA；如果超過10mA，則需要對相關(guān)車載用電器進(jìn)行電氣性能參數(shù)校核或設(shè)計整改。

3　暗電流的處治

由于電子電氣在客車上的廣泛使用，暗電流現(xiàn)象普遍存在于客車產(chǎn)品中。除行車記錄、安防、定時控制、實時診斷等合理功能確實需產(chǎn)生合理暗電流外，其他用電器產(chǎn)生的暗電流和電路不正常導(dǎo)通（俗稱漏電）導(dǎo)致的暗電流均屬于不合理的暗電流部分。如果合理功能產(chǎn)生的暗電流數(shù)值超過了一定的范圍，超過部分也屬于不合理的暗電流。為保證整車暗電流數(shù)值的大小控制在合理范圍內(nèi)，需要對整車暗電流中不合理的部分進(jìn)行處治。根據(jù)目前客車行業(yè)發(fā)展水平，暗電流的處治可以從零部件設(shè)計、整車電氣設(shè)計、整車試驗整改、用戶使用等幾個方面入手［8］。

1）零部件設(shè)計。車載電器零部件在設(shè)計的過程中，可采用休眠、階段性動作等用電策略來降低能耗，要嚴(yán)格按照整車廠給出的客車暗電流理論值進(jìn)行設(shè)計，不得大于理論數(shù)值。如果在后期的實測過程中出現(xiàn)客車暗電流大于理論數(shù)值的時候，零部件需要進(jìn)行無條件整改。在有關(guān)的電子部件或系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中，常要求車載電器零部件具備休眠功能。如在JT/T 794-2011［9］中規(guī)定當(dāng)車輛熄火后，設(shè)備終端自動進(jìn)入休眠狀態(tài)。

2）整車電氣設(shè)計。整車電氣設(shè)計在保證電路連接正確的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減少?；穑ㄨ€匙OFF后蓄電池直供電源）用電器的數(shù)量，具體可采用優(yōu)化整車控制策略，減少除行車記錄儀、音響、滅火器等涉及安全應(yīng)急電源外的其他常火應(yīng)用、提高電氣絕緣等級、完善防漏電設(shè)計和采用專屬配電方案以避免客戶不正常使用等措施；整車電氣設(shè)計還可以采用直接切斷暗電流的方法來處治暗電流問題，具體可增加整車機(jī)械式手動電源總開關(guān)并可進(jìn)一步增加自動保護(hù)裝置，比如，當(dāng)暗電流持續(xù)一定時間，自動切斷電源總開關(guān)等措施；同時，在有關(guān)的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了常規(guī)的暗電流切斷措施。如在GB 7258-2012中規(guī)定車長大于等于6m的客車，應(yīng)設(shè)置能切斷蓄電池和所有電路連接的手動機(jī)械斷電開關(guān)［10］。

3）整車試驗整改。通過整車試驗檢測暗電流數(shù)據(jù)是否滿足設(shè)計要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，整車和電器零部件暗電流數(shù)據(jù)都需要列入檢測范圍。如果暗電流數(shù)據(jù)不滿足設(shè)計要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則需要在市場公開銷售前對整車實施整改。不同類型的車輛由于配置不同，所允許的暗電流值不同，判斷客車存在暗電流的標(biāo)準(zhǔn)也不同，整車廠考慮到車輛的存儲、運(yùn)輸、停放等原因，為確保車輛的正常起動，要對客車暗電流進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4）用戶使用。用戶使用車輛時應(yīng)杜絕私自額外安裝未經(jīng)整車廠方認(rèn)證的用電器，此注意事項應(yīng)具體落實在購車合同、使用說明書的約束和規(guī)范條款以及售后的日常維護(hù)保養(yǎng)中；用戶應(yīng)自覺制定車輛保養(yǎng)的規(guī)章制度，堅持長時間停車時關(guān)閉整車機(jī)械電源總開關(guān)，具體可以通過調(diào)用車輛行車記錄儀數(shù)據(jù)對及時關(guān)閉電源總開關(guān)的操作行為進(jìn)行監(jiān)管。暗電流數(shù)值通常在整車廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計手冊、維修手冊或說明書中給出，如豐田公司給出的整車暗電流數(shù)值都在10～50mA范圍內(nèi)?？蛙嚢惦娏鲾?shù)值不是商業(yè)秘密，如用戶需要了解，車輛銷售服務(wù)商和整車廠有義務(wù)提供客車暗電流數(shù)值。

4　結(jié)束語

隨著客車技術(shù)的發(fā)展，車載用電設(shè)備的數(shù)量也隨之明顯增加。此外，隨著新能源客車的數(shù)量井噴，新能源客車相比于傳統(tǒng)燃油車增加了許多電力電子裝置，由其引發(fā)的暗電流問題尤其突出，需要更加重視。暗電流的檢測和防治問題從零部件設(shè)計到整車電氣設(shè)計，到整車試驗驗證，再到最終的客戶使用環(huán)節(jié)都需要有法可依有章可循。因此，客車暗電流的整體國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)亟待建立。

［1］李德躍.蓄電池長期虧電的原因和預(yù)防措施［J］.汽車電器，2002（4）：49.

［2］蔣鳴雷.淺談汽車故障診斷理論及方法［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（1）：24.

［3］李明誠.電系暗電流的檢測方法及防治措施［J］.汽車電器，2011（4）：34-35.

［4］刁云鵬，熊國慶，左華山.巧用鉗型表測量暗電流排除汽車漏電故障［J］.汽車電器，2010（8）：58.

［5］宣桐.汽車暗電流業(yè)界無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［N］.中國汽車報，2013-04 -01（3）.

［6］張賀軍，李強(qiáng).鉛酸蓄電池培訓(xùn)教材［Z］.保定：風(fēng)帆股份有限公司，2008.9.

［7］全國道路運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.車載音視頻系統(tǒng)通用技術(shù)條件：GB 26775-2011［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［8］高煥吉.汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化［J］.汽車電器，2011（6）：7-9.

［9］全國道路運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求：JT/T 794-2011［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［10］公安部道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件：GB 7258-2012［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

修改稿日期：2016-02-26

Discussion on Dark Current of Bus/Coach

Huang Lei
（King Long Automotive Engineering Research Institute，Xiamen King Long United Automotive Industry Co.，Ltd，Xiamen 361023，China）

The author describes the causes and the related hazards of dark current of bus/coach，focuses on the features of several detection methods of the dark current，elaborates the treatment of the dark current from parts design，vehicle electric design and user's application，and proposes the suggestion of establishing the standards about the dark current of buses/coaches.

bus/coach；dark current；detection；treatment；standard

U463.63+3

B

1006-3331（2016）03-0033-03

黃磊（1983-），男，碩士；工程師；主要從事客車電氣系統(tǒng)設(shè)計和研究工作。