자동화 시뮬레이터를 활용한 자동차 배선 하네스 개방 단락 테스트 최적화

추상
현대 자동차 전자 시스템의 지속적인 발전과 업그레이드로 인해 차량에 탑재되는 ECU, 센서 및 액추에이터의 수가 증가하고 있으며, 이에 따라 차량 전체의 배선 하네스 회로 규모도 확대되고 있습니다. 실제 차량 운행 중 배선 하네스는 진동 충격, 고온·저온 사이클링, 절연 노화 및 마모에 노출되어 개방 회로, 단락 회로, 일시적인 커넥터 단선과 같은 전기적 고장이 쉽게 발생할 수 있습니다. 차량 내 전자 부품은 내부 보호 회로 및 고장 진단 전략의 신뢰성을 검증하기 위해 엄격한 고장 주입 테스트를 통과해야 하며, 이를 통해 하네스 고장으로 인한 부품 소손, 기능 고장, 심지어 차량 수준의 안전 사고까지 예방할 수 있습니다. 자동차 배선 하네스 개방/단락 시뮬레이터는 자동차 전자 및 전기 테스트 및 연구 개발을 위한 전용 시뮬레이션 장비입니다. 신호선 및 부하 회로에 대한 개방 회로, 단락 회로, 전원 단락, 접지 단락 및 커넥터 단선을 포함한 표준화된 작동 조건을 시뮬레이션할 수 있으며, GB 국가 표준, ISO 국제 표준 및 주요 자동차 제조업체의 사양에 명시된 회로 신뢰성 및 보호 성능에 대한 엄격한 테스트 요구 사항을 충족합니다. 기존의 수동 배선 및 수동 단락 고장 테스트 방법은 타이밍 정확도가 떨어지고 테스트 일관성이 부족하여 현대 실험실의 표준화되고 자동화된 테스트 요구 사항을 충족하기 어렵습니다. LISUN 본 논문은 LIS-LSCS-1730 자동차 배선 하네스 개방 단락 시뮬레이터를 연구 대상으로 삼아, 작동 원리와 핵심 기능을 설명하고, 자동차 배선 하네스 고장 테스트 시나리오에서의 공학적 가치를 분석하며, 차량 탑재 전자 부품의 적합성 검증에 대한 참고 자료를 제공한다. 

자동차 배선 하네스 개방-단락 테스트의 기존 문제점
GB/T 28046.2-2011, GB/T 45120-2024, ISO 16750-2:2023 및 폭스바겐, SAIC, Leapmotor, Seres를 포함한 OEM의 기업 표준에 따라, 차량 탑재 전자 부품은 신호선 및 부하 루프에 대한 개방 회로, 단락 회로 및 커넥터 단선과 같은 일련의 테스트를 완료하여 다양한 배선 고장 조건에서 테스트 대상 장비의 동작을 검사해야 합니다. 이러한 테스트는 다양한 고장 지속 시간, 다중 주기적 고장 및 다중 루프의 동기 고장을 포함한 복잡한 작동 조건을 재현해야 합니다.

초기 연구실에서는 배선 하네스 고장 시뮬레이션을 주로 수동으로 수행했습니다. 단자를 꽂고 뽑거나, 외부 단락선을 연결하고, 회로를 수동으로 차단하는 방식이었습니다. 이러한 방식에는 여러 단점이 있습니다. 고장 지속 시간은 수동 타이밍에 따라 달라지기 때문에 밀리초 단위의 고장 타이밍을 정밀하게 제어할 수 없고, 각 테스트에서 고장 조건을 일관되게 유지하기 어려우며, 테스트 재현성이 낮습니다. 다채널 동기식 고장 테스트를 수행할 경우, 수동 조작이 번거롭고 배선 오류가 발생하기 쉬워 테스트 대상 샘플이 손상될 수 있습니다. 내구성 반복 테스트는 장시간 작업자가 상주해야 하므로 인건비가 높고 테스트 효율이 낮습니다. 또한 자동화된 테스트 플랫폼과 연결할 수 없어 대량 배치 테스트 작업에 제약이 있습니다. 자동차 전자 테스트 표준이 지속적으로 업데이트됨에 따라 기업들은 테스트 데이터 추적성과 자동 보고서 생성에 대한 요구 사항을 더욱 높이고 있습니다. 기존의 수동 테스트 방식은 더 이상 산업 발전에 적응할 수 없으며, 자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터 이러한 테스트상의 어려움을 해결하는 데 필수적인 하드웨어가 되었습니다.

자동차 배선 하네스 개방 단락 시뮬레이터의 작동 원리 및 핵심 기능
자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터는 고속 전력 전자 스위칭 토폴로지를 기반으로 하며, 여러 개의 독립적인 테스트 채널을 갖추고 있습니다. 각 채널은 테스트 대상 장비의 신호선 또는 부하 루프에 연결할 수 있습니다. 회로 단선, 직접 단락, 접지 단락, 전원 단락, 일시적인 커넥터 단선 등 다양한 고장 모드를 각 채널에 대해 독립적으로 설정할 수 있습니다. 단일 채널의 독립적인 동작 또는 여러 채널의 동기식 동작을 지원합니다. 한 번의 배선 작업 후, 외부 배선을 반복적으로 수정할 필요 없이 모든 테스트 항목을 전환할 수 있어 수동 조작으로 인한 시스템 오류를 줄여줍니다.

자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터는 고장 지속 시간, 사이클 시간 및 테스트 단계를 프로그래밍 방식으로 설정할 수 있습니다. 고장 유지 시간은 20ms에서 10000초까지 설정 가능하며, 최대 255개의 테스트 시퀀스를 사용할 수 있습니다. 실제 차량에서 발생하는 여러 배선 하네스 고장이 연속적으로 발생하는 복잡한 복합 고장 시나리오를 구성하여 시뮬레이션할 수 있습니다. 10.1인치 중국어-영어 지원 안드로이드 정전식 터치스크린을 탑재하여 파라미터 설정을 간편하게 할 수 있으며, LAN, USB, RS485 통신 인터페이스를 통해 상위 컴퓨터의 명령을 수신하여 자동화 테스트 시스템에 통합할 수 있습니다. 내장된 실시간 전압 및 전류 모니터링 모듈은 테스트 중 전기 데이터를 기록하고 테스트 완료 시 자동으로 테스트 보고서를 생성하여 데이터 보관 및 추적성을 향상시킵니다. 내부 스위치의 루프 저항은 낮은 수준으로 제어되어 스위치 고유 임피던스가 고장 시뮬레이션 결과에 미치는 간섭을 최소화하고 차량 배선 하네스 고장의 실제 전기적 상태를 재현합니다.

LISUN LIS-LSCS-1730 자동차 배선 하네스 단선/단락 시뮬레이터는 이 시리즈의 주력 모델입니다. 30개의 독립적인 테스트 채널을 갖추고 있으며, 채널당 최대 전류는 10A, 전체 장치 최대 전류는 50A입니다. 60VDC 또는 220VAC 테스트 전압을 지원하며, 12V 및 24V 승용차와 상용차의 대부분의 전자 및 전기 부품에 대한 고장 주입 테스트에 적합합니다. 주요 기술 사양은 표 1에 나와 있습니다.

자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터의 실제 적용 시나리오
자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터는 GB/T 45120-2024, GB/T 28046.2-2011, ISO 16750-2:2023에 정의된 배선 하네스 고장 시험 항목과 FAW, Leapmotor, Seres, SAIC, Volkswagen, Nissan 등의 기업 표준을 충족합니다. 이 시뮬레이터는 ECU, 각종 센서 및 액추에이터의 연구 개발, 제3자 인증 시험 및 생산 라인 품질 관리 분야에 널리 활용됩니다.

신호선 개방 회로 테스트에서 자동차 와이어 하네스 개방 단락 시뮬레이터는 와이어 하네스의 배선 단선 및 커넥터 분리 오류를 모사합니다. 작업자는 테스트 대상 ECU가 오류를 감지하고 진단 문제 코드를 저장하는지 관찰하고, 동시에 오작동 출력이나 오경보가 발생하지 않는지 확인합니다. 접지 단락 및 전원 단락 테스트에서는 테스트 대상 장치의 회로를 각각 접지 또는 차량 전원 공급 장치에 단락시키고 표준에 명시된 단락 지속 시간을 유지하여 테스트 대상 장치의 내부 보호 로직이 제대로 작동하는지, 퓨즈와 드라이버 칩이 설계된 대로 보호 기능을 수행하는지 검증합니다. 테스트 후에는 부품의 영구적인 손상 여부를 검사해야 합니다. 커넥터 단선 작동 조건은 차량 충격으로 인한 일시적인 커넥터 분리를 모사합니다. 밀리초 단위의 단락 지속 시간을 설정하여 실제 차량에서 발생하는 간헐적인 오류를 재현하고 배선 단선 후 기능 복구 능력을 검증할 수 있습니다.

자동차 배선 하네스 개방/단락 시뮬레이터의 가장 큰 장점 중 하나는 다채널 동기 테스트 기능입니다. 여러 신호 루프에 다양한 고장 조건을 동시에 적용하여 차량 내 여러 배선 회로의 동시 고장과 같은 극한 상황을 시뮬레이션할 수 있으며, 이를 통해 부품 고장 진단 시스템의 완성도를 완벽하게 검증할 수 있습니다. 상위 컴퓨터 소프트웨어와 연동하여 전체 테스트 시퀀스를 자동으로 실행하고, 전압 및 전류 데이터를 동기적으로 수집하며, 테스트 보고서를 자동으로 출력하여 테스트 담당자의 고장 분석을 용이하게 합니다. 차량 내 전기 테스트 시스템을 완벽하게 구축할 때, 자동차 배선 하네스 개방/단락 시뮬레이터는 일반적으로 4사분면 양극 전압 시뮬레이터 및 과도 펄스 발생기와 함께 사용하여 전체 전기 부하 테스트를 수행합니다.

새로운 시험 방식과 기존 시험 방식의 비교 분석
기존의 수동 고장 주입 방식과 비교하여, 자동차 와이어 하네스 개방 단락 시뮬레이터는 모든 고장 매개변수를 프로그래밍하여 저장할 수 있습니다. 동일한 테스트 프로젝트 파일 세트를 반복적으로 불러올 수 있으며, 여러 작업자가 테스트를 수행하더라도 고장 유형, 고장 지속 시간 및 사이클 시간이 일관되게 유지되어 테스트 재현성이 크게 향상되고 수동 작업으로 인한 테스트 오류가 줄어듭니다. 초기 배선이 완료된 후에는 외부 회로를 수정하지 않고도 다양한 고장 모드를 전환할 수 있어 잦은 배선 작업으로 인한 샘플 손상 위험을 줄이고 테스트 준비 시간을 단축할 수 있습니다.

자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터는 장시간 반복 내구성 테스트를 지원합니다. 지속적인 조작 없이 수천 번의 고장 주입 사이클을 자동으로 수행하므로 신뢰성 검증 프로젝트에 적합합니다. 통신 인터페이스를 통해 자동화 테스트 플랫폼과 연결되어 배선 하네스 고장 주입, 전원 공급 상태 제어 및 테스트 대상 장비의 상태 판독을 하나의 테스트 스크립트에 통합하여 전체 프로세스 자동화를 구현하고 실험실 테스트 효율을 향상시킬 수 있습니다. 실제 작동 시, 작업자는 채널 전류의 상한값을 준수해야 합니다. 고출력 부하 루프 테스트의 경우, 내부 스위칭 부품의 과부하 손상을 방지하기 위해 장치의 정격 전류 매개변수를 초과하지 않도록 해야 합니다.

맺음말
자동차 지능화의 지속적인 발전과 함께 차량에 탑재되는 전기 및 전자 부품의 수가 증가하고 있으며, 업계에서는 배선 결함으로 인한 차량 기능상의 위험에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 자동차 배선 단선 시뮬레이터는 실제 차량 환경에서 다양한 배선 결함을 정확하게 재현하고, 신호선 및 부하 회로에 대한 단선, 단락, 커넥터 차단 등의 결함 주입 테스트를 수행하여 국가 GB 표준, ISO 표준 및 다양한 OEM 기업 표준의 테스트 사양을 준수합니다. 이 시뮬레이터는 이미 상용화된 제품으로, LISUN LIS-LSCS-1730 자동차 배선 하네스 단선 시뮬레이터 이 시뮬레이터는 다채널 독립 제어, 프로그래밍 가능한 타이밍, 상위 컴퓨터 원격 제어 및 자동 보고서 생성 기능을 갖추고 있습니다. 재현성 부족 및 번거로운 조작과 같은 기존 수동 고장 시뮬레이션의 문제점을 효과적으로 해결하며, 부품 연구 개발 검증, 제3자 인증 시험 및 부품 품질 관리에 중요한 역할을 합니다. 향후 차량 탑재 전자 및 전기 테스트 시스템이 지속적으로 발전함에 따라, 자동차 배선 하네스 개방 단락 시뮬레이터는 다른 전원 공급 시뮬레이션 장치와 함께 차량 탑재 전자 부품의 완벽한 신뢰성 검증 시스템을 더욱 향상시킬 것입니다.