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嘉峪檢測網 2025-03-11 08:46
1. 緒 論
新能源汽車線束分為高壓線束和低壓線束，高壓線束負責將電池存儲的電能傳輸至各個高壓部件，空調壓縮機、驅動電機以及 PTC 模塊等。低壓線束是整車線束的最主要的部分，主要是將低壓供電傳遞至各個 ECU 和用電器，傳輸 CAN、LIN 信號、視頻線信號等。整車線束中高壓線束相對較短，是連接高壓部件之間的線束，長度幾十米，低壓線束長度遠遠大于高壓線長度，例如某款新能源汽車的低壓線束長度超過 18km。
由于低壓線束是連接各個用電器之間的紐帶，所以線束與用電器之間、線束與線束之間的插接件非常多，線束插接件的 對配次數越多，潛在的失效越多。
以某款 SUV 車型為例，整車上存在超過 1000 個線束插接件，每天裝配車間都會反饋線束插接后退針、歪針問題，后續檢驗車間也有反饋插接不良造成的電器功能問題。總體上看主要分為退針、歪針和虛接的故障模式。
2. 常見失效模式及改善對策
本文針對退針、歪針的失效，總結了以下產生原因并針對不同失效討論了對應改善對策。
圖 1 退針、歪針可能出現的環節
2.1 物流包裝
物流包裝在線束插接問題中的影響往往被忽略，但也是其中一個重要因素。對于線束廠商要增加過程防護，從線束與端子壓接完成到產品的電檢工裝測試臺增加端子的防護工裝，消除端子在零件廠商過程發生歪斜。零件出廠的物流包裝要對較大型號插接件重點防護，這些插接件一般開口較大，如果 ECU 或者線束在插接件沒有增加防護，存在異常情況將插接件內部的端子撞歪，帶來插歪的風險。物流環節過程很難杜絕一切異常，并無法做到整個環節的追溯，所以需要在物流包裝源頭上增加措施。
改善措施：針對插接件開口較大的 ECU 增加防護罩或珍珠棉對接口進行防護，對線束產品增加膠帶，纏繞插接件接口，對內部端子起到防護作用。
圖 2 ECU 接插件增加防護罩
2.2 匹配設計
2.2.1 公母端尺寸匹配設計余量不合理
一般線束插接件端在設計選型時都會考慮公母端為同一家配套產品，公母端護套都是成熟的標準件，從插接導向槽到完全對配的整個過程匹配很好，插歪風險很低。目前存在線束和用電器對配的情況，用電器端的護套都是廠家根據插接件圖紙尺寸逆向開發生產的。關鍵尺寸的設計需要充分考慮導向結構的尺寸，既要能保證合理導向的作用，也要規避難對配的情況。
例如開音量調節開關， 線束母端為 MOLEX 標準件，開關為供應商注塑件，公母端導向尺寸配合相差超過 0.5mm，加上開關屬于盲插插接件，人機工程差，員工無法保證平直對配，造成端子歪斜插入維修孔，如果公端硬碰母端塑殼造成退針，兩者失效模式都會產生開關功能失效。
圖 3 公母端導向尺寸匹配差
改善措施：對開關 Z 向尺寸進行修模，內部導向筋條增加 0.2mm，改善了退針和歪針的風險。
2.2.2 線束扭轉帶來的歪針風險未識別
某氣囊線束插接件在設計選型時存在線束扭轉導致插接件護套內端子明顯歪斜的隱患。當前設計上線束端子在護套內部限位不足，導線上的扭轉將旋轉角度傳遞至護套內部端子，端子就會出現偏移不居中的現象，最大偏移 1mm，母端插接件的插孔壁厚 0.5mm，一旦歪斜查過 0.5mm 很容易造成插歪。
圖 4 接插件選型不合理，扭轉造成端子歪斜
改善措施：臨時在線束上增加波紋管護套，消除裝配過程環節扭轉線束的風險。永久措施替換新的插接件結構，內部限位更好，即使線束有扭轉，內部端子也不會有偏移。
2.3 端子保持力
端子保持力的大小取決于插接件內部限位端子掛臺的結構的穩健程度。線束端子在插接件內部由限位掛臺固定，如果掛臺結構薄弱，端子的保持力就偏小。當端子輕微歪斜對接時，公端會插接到母端護套導向結構或者母端端子金屬上，整體插接力會偏大，端子保持力不足就會產生退針的現象。
另一種情況是線束端子在裝配時沒有完全導入的限位掛臺內，端子保持力幾乎為 0，對配后就會出現退針的現象。線束廠商裝配是有要求端子插入后回拉，但是均為人工裝配，人員波動，技能熟練度會影響回拉的檢查。出廠的電檢臺一般是觸點檢測導通，保持力無法檢測，所以主機廠也會發現類似端子未裝配到位造成的退針案例。下圖為線束母端未裝配至護套掛臺的案例。
圖 5 接插件端子未裝配到位
改善措施：產生環節主要在線束廠商裝配過程，需要從人員技能培訓，人員穩定性入手，減少頻繁新人上崗操作的機會。
2.4 裝配工藝
2.4.1 裝配工藝布局不合理
一般插接件的裝配要求有平直對配的要求，但是部分區域由于工藝布置原因，造成員工很難做到。例如某車型 A 柱區域的線束插接件工藝上要求先固定主線束和頂棚線束卡扣，再對配插接件，兩個插接件對配時受制 A 柱空間影響，平直對配的要求存在無法執行到位的情況，并且插接對配時阻力較大有，容易出現退針的故障。
改善措施：優化工藝裝配順序，先對配頂棚線束和車身線束，對配時線束自由狀態存在較大的操作空間，可以按照設計要求，按壓塑殼鎖止機構裝配，然后再固定插接件的鈑金卡，這樣既減小了對配的阻力，又改善了平直對配的作業環境，有效解決緊靠 A 柱鈑金造成的插接問題。工藝環節要梳理現場實際操作的人機工程、工藝布局等是否合理，并給予改善。
圖 6 A 柱接插件難裝配
2.4.2 裝配工藝無自檢標準要求
插接失效后需要最早的發現，員工對配結束后就需要有意識的判斷本次裝配是否合格。當前指導員工作業的標準只有要求平直對配，回拉檢查是否虛接，對配合格的判斷有缺失。工藝上對所有插接件進行梳理，結合崗位環境噪音，將可以明確通過插接合格“咔噠”音作為判斷的標準寫入作業指導書。
例如下圖是某車型直流充電系統的一個低壓控制回路插接件，母端護套有被公端插接的痕跡，判斷由于公端有歪斜強行對配將公端對配至母端維修孔內造成的問題。實測歪斜對配阻力 38N，正常對配 20N 以內。
圖 7 強行對配導致歪斜
改善措施：對配完成有明確咔噠音的，寫入作業指導書；對于歪斜插接阻力差異明顯的，在作業指導書中寫入阻力大的后果，固化的內容對員工重新培訓。
2.5 不合理的電檢工裝造成退針
線束廠商的電檢一般都是伸縮針形式對插接件導通測試，不會對端子造成損傷。但存在一些外包零件，例如保險杠總成是前保供應商將線束固定在前保上，并完成導通檢測。前保廠商對線束電檢臺的選型考慮上未識別電檢臺與線束對配后可能造成端子歪針的風險，PFMEA 中未能充分識別造成歪針潛在因素和對策，一旦電檢設
備端的檢具出現問題后會造成批量的線束端子歪斜退針問題。下圖是某車型前保供應商因為檢具母端存在異物未及時點檢維修，線束經過與電檢測試設備對配后出現批量前保線束退針的案例。
圖 8 電測臺不合理導致退針
改善措施：對電測設備改造，需要滿足以下條件：一是公端子治具必須佩戴防歪格柵，以保障歪斜的端子無法導通；二是電測探針使用螺紋臺階針，可有效的預防電測過程端子被頂出去，三是根據尺寸鏈計算出端子在護套內移動量，從而制作探針，并建立探針日常維護保養計劃。
2.6 人員操作
2.6.1 裝配人員
插接件連接一般是沒有工裝輔具保證裝配到位的，所以對員工技能熟練度有較高要求，如不做管理就會出現虛插、暴力操作退針、歪針等問題。裝配人員在上崗前要做好完整的應知、應會以及實操培訓。
插接件的應知：插接件的種類包括拉拔試插接件、二次鎖止插接件、高壓插接件等認知；插接件基本應會：對各類插接件操作要領應會，同時根據要領可完成獨立操作；插接件感知訓練：通過線下接插件的實操訓練能掌握區分各類接插件在插接過程中正常接插和異常插接不同的感知并能準確判斷異常。
2.6.2 返修人員
車輛下線之后由于出現功能問題，返修人員需要對導線通斷或者總線網絡中采集報文數據，需要從接插件處測量，如果測量工具不合理比如使用萬用表表筆直接懟線束母端或者暴力操作就會出現懟壞護套造成退針，懟大母端造成擴孔。
改善措施：班組的晨會對歪斜對配、暴力操作等行為進行后果教育，增強質量意識；車間設立定期培訓機制，開展道場培訓，對插接件正常裝配的插入力和聲音進行培訓，模擬端子歪斜及退針場景培訓員工對異常插接阻力的識別，提高員工技能；工廠建立合理的獎懲機制鼓勵員工異常舉手，增加自互檢的方式，在裝配或互 檢崗位及早發現問題。另外管理層需要在人員穩定性方面提出方案，通過減少人員波動，使用熟練工降低人的因素造成插接不良問題。
3. 結 語
線束插接件故障是普遍存在的一個問題，影響因素涉及物流包裝設計、物流翻包、產品設計、工藝布局和人員操作等多個方面。現階段解決插接件歪針、退針的問題不能僅靠人員操作上的提前檢查，手感檢查的方式，還需要從零件端子的垂直度保證是否可靠，產品設計是否穩健，工藝布局、人機工程是否合理，零部件和主機廠人工操作熟練度是否達標等環節考慮。其次主機廠也要在 EOL 檢驗中研究退針、歪針造成間歇性故障的攔截方案，通過 EOL 設備程序優化，實現插接件造成的短路開路歷史故障碼的識別，提高插接件故障攔截成功率，降低逃逸至客戶的概率。最后要研究新技術的應用替代線束插接件，產品設計向模塊化、集中化的域控制發展，模塊內部使用多層 PCB、FPC 等技術方案減少線束插接的數量。
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