汽车电路系统短路测试.pdf

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1、汽车电路系统短路测试纪云伟(奇瑞汽车股份有限公司)摘要：汽车电路系统设计过程中对于保险丝的选择是一项至关重要的工作，那么在设计初期通过理论计算选用的保险丝能否满足保护导线的实际需求，就需要通过后期的实车来进行验证。本文探讨的是通过对用电器线束端进行短路来验证保险丝的选择是否合理。主题词：汽车电路保险丝短路测试1前言随着用户对汽车舒适性、安全性、智能性要求的逐步提高，汽车用电器的数量也在快速的增加，用电器的增加带来的是整车线束的增加，线束的增加带来的是电路设计的回路数增多，电路更加复杂，如果电路保护的不到位，就会带来一系列严重的后果，比如车辆自燃问

2、题，因汽车电路问题引起的自燃占车辆自燃比例相当高。而电路系统问题引起的车辆自燃当中，大部分是由于线束短路造成的自燃，保护线束短路的主要手段是用保险丝，我们通过理论计算选择了保险丝的类型和容量，要验证保险丝选择的合理性，我们可以通过用短路试验的方法来进行验证。2保险丝的熔断特性2．1因汽车选用的保险丝主要有两种，一种为快熔(片式)保险丝，一种为慢融保险丝(JCASE)，以下主要针对这两种保险丝进行讨论。2．2快熔(MINI)保险丝熔断特性：焉焉荨矗至主至磊毫董IIHIt．utTmlmmklh

3、☆mh-州佃_n-nrq图1图2上图1是MINI保险丝熔

4、断特性曲线，横坐标为电流，纵坐标为时间，从图上可以看出保险丝随着电流的增大熔断时间减小，每个规格的保险丝对应不同的熔断曲线；图2表示保险丝随着温度的变化特征，横坐标为温度，纵坐标为保险丝的承载能力，温度升高保险丝的承载能力减弱。2．3慢融(JCASE)保险丝的熔断特性j153JCABEFUNhllOITompermroRindlngCurve‘＼＼。＼＼、＼‘＼＼、、。．日．朝-2I．1a-1口盈孤柚叫∞加¨¨佃1。‘112AmblontTmporaturo(。c)图3图4上图3是JCASE保险丝熔断特性曲线，从图上可以看出JCASE保险丝的曲线

5、特征同MINI保险丝类似，但相同规格的JCASE保险丝熔断时间较MINI保险丝要长，图4表示保险丝随着温度的变化特征，温度升高保险丝的承载能力减弱。2．4导线载流量的确定：导体温升和负载电流的关系根据焦耳定律单位长度导体运行时要产生热量Ql：01=，rXtI：电流(A)r：导体电阻(Q／m)t：时间(S)产生的热量使导体的温度升高，热量从高温向低温扩散，热量扩散的速度和温度差成正比，温度越高，散热越大。单位长度电线的散热Q2：Q=(兀一￡)／RxtT。：电线最高温度(℃)t：时间(s)T：：环境温度(℃)R：热阻(℃·m／W)当QI=Q2时，热平

6、衡产生，温度趋于恒定，即：154，r=(L一￡)／g或，r=AT／R热阻的确定：热阻主要包括绝缘层热阻R。和表面热辐射热阻R。，且：胙兄+尼兄=PI／(2丌)×in(d。／d,)R2--10×P2／(nd2)其中：d，：导体外径(姗)d2：绝缘外径(mm)P。：绝缘材料热阻系数(℃·m／W)P。：表面辐射热阻系数(℃·m／W)导体电阻的确定：在额定工作温度T。的导体电阻：rT。=r2。[1+0．00393(兀一20)]其中：r2。：20。C的导体电阻(Q／m)，可以采用标准规定的最大电阻在额定温度下汽车导线的额定载流量：2n=0＆z

7、只

8、rn或j

9、n=0皈一r2)／RIr刀由此可知：通过提高线径可以提高导线的载流量。2．5过载电流和温度、过载时间的关系：研究过载电流和温度、过载时间的关系，有利于保险丝的正确选择，保证线路运行的安全。过载额定电流用系列公式计算：fr=(T1一￡)／{月×(1一e1九)}其中：I：过载电流(A)r，。：T。温度下的导体电阻(Q／m)T。：发烟温度(℃)，发烟温度可以实际测量获得。T。：环境温度(℃)R：热阻(℃·m／W)t：热时间常数(S)t：时间(s)热时间常数的确定：r=C×R其中：R：热阻(℃·m／w)C：热容(J／℃)C=∑(W×H)w：各构成材料的单

10、位质量(g／m)H：各构成材料的比热容{J／(℃g))根据资料，材料的比热容如下：155CU0．39PE2．3lap1．9PTFE1．0PA1．6PVC1．43SBR1．9-2．1FEP1．17ETFE12dTPEE2．0硅橡胶2-7TPU2-7由此可知：要保证线路的安全性，保险丝就要在导线达到过载电流前断开回路，通过理论计算和经验得出以下结论：快熔(MINI)保险丝要在导线短路后200ms内断开；慢融(JCASE)保险丝要在导线短路后500ms内断开。3短路测试3．1通过理论计算出评判标准后，就可以进行实际的测试，通过对线路短路状态的模拟来检验

11、保险丝选用的是否合理。3．2举例说明：图5图5为某车型的前大灯线路图，A点B点分别为与左右前大灯相连的电源线终端，通过对A点和B点的对地