汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

李仁強

（柳州悠進電裝有限公司 廣西柳州 545616）

汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

李仁強

（柳州悠進電裝有限公司 廣西柳州 545616）

汽車的線束系統也被稱為汽車神經，作為汽車中央控制的核心部件，它擔任著汽車各種用電器主要連接點，所以如何保證線束系統的設計質量，是保證汽車安全的基本條件。而線束系統中的線徑選擇則關系到整個系統的安全性，如果選擇的線徑過小，則可能會引發其斷裂，導致汽車燃燒等不良后果?；诖?，本文主要從線束系統中的導線傳熱模式，還有保險絲的選取等方面進行探討，并對汽車線束與保險絲的計算及匹配實行分析，以供參考。

汽車線束；線徑；保險絲；計算及匹配

引言

汽車線束是汽車安全設計中的保安零件之一，同時也是保證汽車安全運行的基本條件，但是隨著科學技術的進步，汽車也逐漸實現電氣化，汽車安全設計中的線束回路數量也需要隨之改變，基于綠色環保、經濟適用性還有裝配空間要求的設計理念上，應該主動將線束往輕量化方向設計[1]。在線束輕量化的設計中，需要在保證汽車安全和使用性能的基礎上，對導線實行合理的分析和計算，并注重線徑與保險絲的計算和匹配，以充分完善汽車線束設計的安全性和可靠性。

1 線束線徑與保險絲的設計要素

①結合線徑需要承載的電流特性，還有保險絲所處的工作環境進行分析，以設計出合理的保險絲容量；接著，再以承載的特點還有線束的環境，準確計算出線束的線徑；如果需要在回路上安置保險絲加以保護，則需要實行線束與保險絲之間的匹配度進行校核，以準確計算線徑。②計算保險絲就是對額定的工作電流實行合理的計算，但是電流工作中保護存在沖擊電流，還需要在計算中增加沖擊電流的參數；計算出電流容量后，還需要對沖擊電流實行保險絲壽命校核，才能獲得最終的容量結果。③做好線徑的計算，首要完成的是額定電流的計算，即綜合線徑的承載特性、線束所處的環境溫度還有同一分支線束中，總的電源回路的數量等方面進行全面計算。如果存在特殊的回路，則需要增加線束溫升部位內容的計算；如果該線束回路需要采用保險絲來保護，則在實行匹配計算過程中，需要保證導線發煙的整體時間超過保險絲熔斷的時間；最后，做好短路電流的校核工作，以充分保證線束發生故障時，短路的電流能夠盡量熔斷保險絲，保護整條線徑的安全[2]。

2 汽車線束與保險絲的計算內容

2.1 導線的傳熱模型

圖1 工作溫度和發煙溫度參照標準

2.2 保險絲的選取

選擇保險絲時需要綜合考慮各方面的條件，具體包括所負載的電流類型、流經電流的范圍，以及保險絲所處的環境溫度等；其次，確定所要選擇的保險絲的屬于快熔型還是慢熔型，并根據實際情況進行計算；最后的計算需要結合以下方面進行，包括連續額定工作、堵轉電流的實際情況等，并結合負載類型，確定是否需要校核瞬時脈沖還有過渡的電流[3]。

2.2.1 連續額定工作的情況

2.2.2 堵轉電流

以電機類負載為例，在啟動過程中會出現堵轉的情況。①需要在堵轉電流的位置上安置保險絲；②確定額定電流，常規下限定在110～135%之間的系數；③最終的結果即過渡電流的校核為準。

2.2.3 瞬時脈沖和過渡電流的校核

①瞬時脈沖校核，則是以電路中的脈沖電流波形為主，并準確計算出脈沖的電流，即I2t，與保險絲的I2t相除后，即可計算出相對的I2t，且確保計算結果小于30%。②過渡電流的校核。由于風扇電機的啟動電流中的沖擊電流時間與瞬時脈沖不同，正常情況下會超過0.1s，因此，計算I2t時需要考慮到，該計算結果會與熔斷時間變化產生必然聯系。①需要做出I2t在不同時間變化的曲線，即選擇特定的時間點，結合熔斷特性計算出改點的I2t，并各個點相互連接起來就可以得出保險絲I2t曲線圖；②根據沖擊電流的特點做出電流平方與時間變化的積分曲線圖；③將二者做出成相對I2t曲線圖，即可保證其計算結果小于30%，從而準確計算出保險絲的額定容量最小值。

3 汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

將保險絲的容量準確計算出來后，接下來的工作就是實現線徑的計算和選擇，根據線束所處的環境溫度來選擇適宜的導線材質，并準確計算出線徑的相關參數[4]。此次研究從兩個方面進行分析：①無保險絲保護回路；②有保險絲保護回路。

3.1 無保險絲保護的回路

表1 成捆電源回路的折減系數

3.2 有保險絲保護的回路

有保險絲保護的回路中，不僅需要完成以上計算過程，而且有必要完成線束與保險絲之間的匹配和校核；還有短路電流的校核。

3.2.1 線束與保險絲的匹配校核

3.2.2 短路電流的校核

計算導線的阻抗時，需要綜合其長度以及節點的阻抗進行計算，同時也被稱為回路總阻抗；為了保證保險絲遇到短路情況時能夠及時斷開，設置保險絲的額定流量值時，需小于短路電流值，如果必須實行試驗驗證則需要選擇新的導線，以確保導線線路的安全性。

4 結語

綜上所述，實行汽車線束與保險絲的計算及匹配分析時，有必要充分掌握二者相匹配時的設計要素；其次，了解二者的計算內容，即導線的傳熱模型等；最后則是汽車線束與保險絲的計算及匹配分析，在實例設計中需要綜合以上條件，以實現電源回路線徑的最優設計。

[1]何永利，張中宇.淺談汽車線束設計方法應用[J].大眾科技，2015（06）：70～80.

[2]楊三軍，周峰，張震華，等.汽車電線束插接器標準化的必要性與可行性[J].汽車電器，2016（03）：55～59.

[3]章劍兵.商用車線束系統設計研究[J].汽車實用技術，2013（11）：8～13.

[4]張斌.汽車線束設計策略及原材料選用方法[J].科技創新導報，2015（23）：132～134.

U463.62

A

1004-7344（2016）18-0307-02

2016-6-10

李仁強（1979-），男，廣西柳州人，助理工程師，本科，主要從事汽車線束開發設計和生產制作方面的工作。