汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

李仁強(qiáng)

（柳州悠進(jìn)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(qiáng)

（柳州悠進(jìn)電裝有限公司 廣西柳州 545616）

汽車的線束系統(tǒng)也被稱為汽車神經(jīng)，作為汽車中央控制的核心部件，它擔(dān)任著汽車各種用電器主要連接點，所以如何保證線束系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量，是保證汽車安全的基本條件。而線束系統(tǒng)中的線徑選擇則關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全性，如果選擇的線徑過小，則可能會引發(fā)其斷裂，導(dǎo)致汽車燃燒等不良后果。基于此，本文主要從線束系統(tǒng)中的導(dǎo)線傳熱模式，還有保險絲的選取等方面進(jìn)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(shè)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車也逐漸實現(xiàn)電氣化，汽車安全設(shè)計中的線束回路數(shù)量也需要隨之改變，基于綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用性還有裝配空間要求的設(shè)計理念上，應(yīng)該主動將線束往輕量化方向設(shè)計[1]。在線束輕量化的設(shè)計中，需要在保證汽車安全和使用性能的基礎(chǔ)上，對導(dǎo)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(shè)計的安全性和可靠性。

1 線束線徑與保險絲的設(shè)計要素

①結(jié)合線徑需要承載的電流特性，還有保險絲所處的工作環(huán)境進(jìn)行分析，以設(shè)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(huán)境，準(zhǔn)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(hù)，則需要實行線束與保險絲之間的匹配度進(jìn)行校核，以準(zhǔn)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(hù)存在沖擊電流，還需要在計算中增加沖擊電流的參數(shù)；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(jié)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(huán)境溫度還有同一分支線束中，總的電源回路的數(shù)量等方面進(jìn)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(nèi)容的計算；如果該線束回路需要采用保險絲來保護(hù)，則在實行匹配計算過程中，需要保證導(dǎo)線發(fā)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(fā)生故障時，短路的電流能夠盡量熔斷保險絲，保護(hù)整條線徑的安全[2]。

2 汽車線束與保險絲的計算內(nèi)容

2.1 導(dǎo)線的傳熱模型

圖1 工作溫度和發(fā)煙溫度參照標(biāo)準(zhǔn)

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(fù)載的電流類型、流經(jīng)電流的范圍，以及保險絲所處的環(huán)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(jù)實際情況進(jìn)行計算；最后的計算需要結(jié)合以下方面進(jìn)行，包括連續(xù)額定工作、堵轉(zhuǎn)電流的實際情況等，并結(jié)合負(fù)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(xù)額定工作的情況

2.2.2 堵轉(zhuǎn)電流

以電機(jī)類負(fù)載為例，在啟動過程中會出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況。①需要在堵轉(zhuǎn)電流的位置上安置保險絲；②確定額定電流，常規(guī)下限定在110～135%之間的系數(shù)；③最終的結(jié)果即過渡電流的校核為準(zhǔn)。

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(zhǔn)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(jié)果小于30%。②過渡電流的校核。由于風(fēng)扇電機(jī)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(jié)果會與熔斷時間變化產(chǎn)生必然聯(lián)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(jié)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(jù)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(jié)果小于30%，從而準(zhǔn)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(zhǔn)確計算出來后，接下來的工作就是實現(xiàn)線徑的計算和選擇，根據(jù)線束所處的環(huán)境溫度來選擇適宜的導(dǎo)線材質(zhì)，并準(zhǔn)確計算出線徑的相關(guān)參數(shù)[4]。此次研究從兩個方面進(jìn)行分析：①無保險絲保護(hù)回路；②有保險絲保護(hù)回路。

3.1 無保險絲保護(hù)的回路

表1 成捆電源回路的折減系數(shù)

3.2 有保險絲保護(hù)的回路

有保險絲保護(hù)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(dǎo)線的阻抗時，需要綜合其長度以及節(jié)點的阻抗進(jìn)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(shè)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(dǎo)線，以確保導(dǎo)線線路的安全性。

4 結(jié)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(shè)計要素；其次，了解二者的計算內(nèi)容，即導(dǎo)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(shè)計中需要綜合以上條件，以實現(xiàn)電源回路線徑的最優(yōu)設(shè)計。

[1]何永利，張中宇.淺談汽車線束設(shè)計方法應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)設(shè)計研究[J].汽車實用技術(shù)，2013（11）：8～13.

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

U463.62

A

1004-7344（2016）18-0307-02

2016-6-10

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