汽車電路的電壓降要求及其控制方法

周成敏

（畢節市工業學校，貴州畢節　551700）

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汽車電路的電壓降要求及其控制方法

周成敏

（畢節市工業學校，貴州畢節551700）

摘要：不同的用電器有著不同的額定工作電壓和額定工作電流，且偏差不宜過大，否則會損壞電氣設備或電路，從而影響其功能，甚至是喪失其功能。因此，在進行汽車設計時，要把啟動、ECU等相關功能和部件的電壓降設計及其控制作為重中之重。

1　電壓降控制的意義及需考慮因素

眾所周知，當電流通過導體（或用電器）的時候，會受到一定的阻力，但在電壓的作用下，電流能夠克服這種阻力順利通過導體（或用電器）。但遺憾的是，流過串聯電阻（或用電器）后，電位（電勢）再也沒有以前那么高了，它的電位（電勢）下降了。而且電阻越大，它兩端電位（電勢）的變化就越大。當電流流過電阻（或用電器）時，在電阻（或用電器）兩端產生的電勢降低的值則稱為電壓降。

比如在車輛啟動的過程中會產生很大的工作電流，如果電壓降設計的不合理，則有可能會使起動機兩端電壓過低，從而無力運轉，自然就無法啟動成功；如果車身控制器或者發動機ECU工作電壓過低，就會喪失對繼電器的控制功能，以至于車輛無法啟動。以奇瑞公司的某車型電源系統原理圖為例，除了蓄電池、起動機、發動機等的自身性能外，蓄電池到起動機線束的長度、線的直徑、材料、熔絲盒的端子壓降、蓄電池和起動機搭鐵壓降等因素，都有可能影響到發動機的順利啟動。因此，在進行設計和控制時這些因素都要考慮在內。此外，還要合理地控制線束對接回路中對接端子的壓降范圍，只有這樣才能滿足其性能要求。

2　汽車電路的電壓降要求

（1）汽車電路對回路電壓降的要求。首先，在汽車起動時，起動機兩端的工作電流可以達到200～600A，這時要想降低起動機功率損失減少能量消耗，必須降低起動機電路的電壓降，只有這樣才能保證發動機順利啟動。其次，照明電路的電壓降要求。汽車的照明單元，特別是外部照明單元，照明效果和使用壽命與電壓降有著密切關系。

（2）信號回路對電壓降的要求。對于額定電壓為12V的車用蓄電池而言，模擬信號的電阻幾歐甚至幾千歐都有可能，信號的有效電阻越大，回路中的電阻就越小，則對回路的影響就較小。若回路的等效電阻較小，就需要重點考慮回路電阻和電壓降的影響了。

（3）電路安全對電壓降的要求。在車用電器盒中，必須對電壓降和溫升嚴格要求，這樣才能有效的避免電路燒蝕或其他安全隱患，主要有連接方式、材料、端子類型、回路設計等多種影響因素。

3　汽車電路電壓降的控制方法

汽車電路必須滿足用電器、信號回路以及汽車電路安全等三個方面對電壓降的要求。因此，需要對汽車電路的電壓降進行合理地控制，才能同時滿足這三方面對電壓降的要求。

（1）從設計方面對電壓降進行控制。①電器件內阻的電壓降控制。在發動機1500r/min左右的轉速的整車電壓環境下，對于燈泡而言，功率越大，電阻越小，回路電阻和蓄電池內阻對其兩端的電壓影響就更加明顯。當車輛啟動的時候，起動機和其他電器所需的電由蓄電池供給，起動機的工作電流非常大。因此，在設計時，應降低蓄電池和起動機的內阻，從而降低回路電壓降。②端子接觸的電壓降控制。端子接觸電阻作為車用電線束插接器的主要電氣性能之一，對汽車電路信號的可靠性和穩定性有著直接的影響。當端子接觸電阻較大時，接件會快速升溫，電器盒也會跟著升溫，這就大大縮短了接件的使用壽命，降低了插接件的可靠性。因此，在設計時，要盡可能的減少線束回路中的對接，采用加密封塞的方法對發動機艙的端子進行密封，避免其出現銹蝕現象，進而減少因銹蝕對端子電壓降的影響；③導線線直徑及長度的電壓降控制。在滿足功率要求的前提下，若系統的安全等級要求較高，可以適當的增加導線直徑，因為，導線直徑越大，所能承載的電流能力越強，電阻越小，電壓降也就會越??；比如，可以使用直徑較大的導線代替幾條直徑較小的導線來連接電器盒到其后燈尾。另外，若導線周圍環境溫度較高，這時應當適當增加導線余量，這樣可以滿足導線屬性變化的要求。

（2）從材料選擇方面對電壓降進行控制。不同的端子材料，硬度不同其導電率也不同，端子接觸界面的附加電阻自然也會不一樣。因此，在選擇端子的材料時，要根據要求選擇合適硬度和導電率且機械性能比較穩定的材料，以確保接觸電阻的穩定。導線壓降是回路壓降的重要組成部分。導線的直徑和電阻率是導線壓降的決定性因素，由于同種材料的導線又有鍍層導線和不鍍層導線之分，相同規格的普通導線或鍍銀導線電阻率比鍍鎳、鍍錫的導線要低一些。但由于鍍錫導線具有價格低廉、工藝簡單、抗氧化性能好、與硫化物不發生反應等優點，因此在汽車線束中使用范圍較廣。而對于相同材料相同規格的導線而言，多芯導線電阻率要高于單芯導線的電阻率。

（3）從壓接工藝方面對電壓降進行控制。汽車線束生產是較為繁雜的過程，需要采用超聲波焊接、UM端子打卡連接、端子雙線、多線共壓連接等多種工藝方法對導線進行并線。選擇的工藝方法不同，對電壓降的影響也有差別，通常而言，超聲波焊接產生的押解電阻要低于端子壓接產生的電阻。因此，在進行回路電壓降的控制時要選擇合適的壓接工藝。

4　結語

在汽車電路系統的開發中，不可避免的要對汽車電路電壓降的控制方法進行研究。經過長期的探索，人們總結出了部分可行的控制電壓降的方法，比如說降低回路壓降，選擇合適的材料，選取適當的壓接工藝等。但隨著社會的發展，人們對汽車的要求越來越高，汽車電路電壓降必將會面臨更多新的問題，仍需要我們進一步的探索。

參考文獻

［1］馬鴻軍，王秋榮.HMDJ04型電動汽車電路和線束設計［A］.第六屆河南省汽車工程科技學術研討會論文集［C］.2009.

［2］李志棟.混合動力重型汽車電路設計及其可靠性研究［D］.西安：西安石油大學，2012.

［3］楊月海.電噴汽車電路系統檢修注意事項［J］.汽車電器，2003，（1）.

［4］張廣奎，張曉宇.談汽車強電運行的弱化控制［A］.2004年中國客車行業發展論壇暨中國客車學術年會論文集［C］.2004.

［5］李大剛.司機修車“五防”［N］.山西科技報，2001.

The Voltage Drop Requirements and Control Method of Automobile Circuit

ZHOU Cheng-min
（Bijie Polytechnical School，Bijie，Guizhou 551700，China）

Abstract:Different electrical appliances have different rated voltage and rated current，and the deviation should not be too large, otherwise it will damage electrical equipment or circuits，thus affecting its functionality，or even losing their function.Therefore，in the car design，the voltage drop design and control of related functions such as starting，ECU and components should be taken as priority.

Key words:automobile circuit；voltage drop requirement；control method

作者簡介：周成敏（1971-），女，貴州畢節人，教師，主要研究方向：電氣。

收稿日期：2016-01-15

中圖分類號：U463.6

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0034-02

關鍵字：汽車電路；電壓降要求；控制方法