張華春，朱禮銘，張曉娜，米德旺，王 鑫

（奇瑞汽車股份有限公司汽車工程中心，安徽 蕪湖 241009）

近年來，汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，汽車已成為人們生活中的一個重要組成部分。然而汽車在給人們帶來方便的同時，也給人們帶來了傷害，甚至災(zāi)難，比如汽車自燃現(xiàn)象，給生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，如何在汽車銷售前避免這些問題就顯得尤為重要了。整車電路系統(tǒng)短路試驗是在新車型開發(fā)過程中進(jìn)行的一項測試，其目的就是查出電路中潛在的不安全因素，為優(yōu)化電路系統(tǒng)提供支持。

1 短路測試方法簡介

實際測試過程就是按照圖1所示測試原理進(jìn)行實物連接，獲取回路的短路電流和熔斷時間。

2 優(yōu)化方案介紹

眾所周知，熔斷絲的作用是在回路電流過大和溫度過高時自動熔斷，從而保護(hù)線路和負(fù)載。通過測試和數(shù)據(jù)分析，我們會發(fā)現(xiàn)有些回路測試數(shù)據(jù)滿足不了設(shè)計要求，此時就需要對回路進(jìn)行整改和優(yōu)化。

下面介紹短路測試中幾種常見的優(yōu)化方案。

2.1 改變?nèi)蹟嘟z容量

一般來說，熔斷絲容量是根據(jù)該回路負(fù)載特性來選擇的，因此，我們可以根據(jù)負(fù)載特性來改變?nèi)蹟嘟z容量，該方法不僅簡單易行而且效果顯著。如圖2所示。但根據(jù)整車原理從實車上測試得知，此負(fù)載工作電流最大值為12A。由此可見，熔斷絲30 A規(guī)格選擇偏大，所以此熔斷絲可以選擇20A規(guī)格。

優(yōu)化前后的試驗結(jié)果對比見表1。由表1數(shù)據(jù)不難看出，熔斷絲容量優(yōu)化后，熔斷時間幾乎縮短為原來的1／2。當(dāng)然，熔斷絲的容量一般在設(shè)計的時候就要確定好，如果無法確定所選用的熔斷絲是否合適，可以通過測試負(fù)載的大小來選定。

表1 優(yōu)化前后試驗結(jié)果對比

2.2 改變線徑大小

在設(shè)計整車線路時，線徑大小的選擇主要是基于負(fù)載特性的要求，但有些導(dǎo)線雖然滿足了負(fù)載的要求，但對于電路系統(tǒng)來說卻存在安全隱患，那么此時就需要優(yōu)化。對于熔斷時間過長的回路，優(yōu)化的方法就是將回路線徑加粗，從而降低回路電阻，提高回路短路電流，縮短斷路時間。如圖3所示。

優(yōu)化方案：①將線路中一部分線徑由0.5mm2改為0.75mm2；②將線路中一部分線徑由0.5 mm2改為1.0mm2。

兩種優(yōu)化方案的試驗結(jié)果見表2。由表2不難看出，隨著線徑的逐漸加粗，熔斷電流逐漸增大，熔斷時間逐漸減少，這說明改變回路線徑的大小，熔斷時間和熔斷電流都會隨著變化，但是具體用多大的線徑比較合適要根據(jù)具體的回路來確定，除了滿足電路安全和負(fù)載要求外，還需要考慮導(dǎo)線的質(zhì)量及成本。

表2 兩種線徑優(yōu)化方案結(jié)果

2.3 改變?nèi)蹟嘟z特性

我們知道，快熔熔斷絲 （MINI）的主要作用是防止線路短路，而慢熔熔斷絲 （JCASE）的主要作用是防止線路長期過載。在短路時，不管是快熔熔斷絲還是慢熔熔斷絲，都應(yīng)該熔斷。但我們發(fā)現(xiàn)，有的回路因熔斷絲未能及時熔斷而導(dǎo)致線路燒蝕，如圖4這個案例。經(jīng)查證發(fā)現(xiàn)圖4所示回路中所有的負(fù)載沒有電機(jī)等感性負(fù)載，故將20A JCASE的熔斷絲優(yōu)化為20 A MINI熔斷絲，優(yōu)化前后測試數(shù)據(jù)見表3。根據(jù)表3描述的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，可以看出優(yōu)化后的熔斷絲不但可以滿足回路電性能的要求，而且還可以對回路起到相應(yīng)的保護(hù)作用。

2.4 改變回路總長度

一般來講，不建議采用改變回路總長度的方法對短路性能進(jìn)行優(yōu)化，因為改變回路長度可能要改變負(fù)載的布置位置或從原理圖上改變回路的連接方式，而且還要考慮更改后與其它負(fù)載的匹配性等問題，但這一方案也是可行的。根據(jù)整車電路系統(tǒng)原理圖改變搭鐵點的位置來改變整個回路的長度，優(yōu)化后的回路長度如圖5b所示。

測試數(shù)據(jù)表明，優(yōu)化前的短路電流為111 A，斷路時間為197 ms；而優(yōu)化后的短路電流為114 A，斷路時間只有85ms，即大大縮短了斷路時間。

2.5 其他優(yōu)化方法

關(guān)于整車電路系統(tǒng)中短路測試的優(yōu)化方案，上面幾種都是比較常用的，但還有一些其他方法，比如通過改變負(fù)載的原理和布置位置等，也可以對電路系統(tǒng)進(jìn)行整體優(yōu)化，但是此優(yōu)化方法比較復(fù)雜，實際運(yùn)用得較少。

3 總結(jié)

上述優(yōu)化方案中的測試數(shù)據(jù)均為在同一溫度條件下獲取的。對于實車，我們應(yīng)該根據(jù)各個負(fù)載的溫度場進(jìn)行選擇。影響導(dǎo)線溫度的主要因素有兩個：①導(dǎo)線由于電流作用而產(chǎn)生的溫升；②導(dǎo)線周圍環(huán)境的溫度，所以在優(yōu)化電路系統(tǒng)時應(yīng)將其列入考慮范圍。

［1］朱禮銘.整車電路系統(tǒng)引起汽車自燃原因分析及驗證方法介紹［J］. 汽車電器， 2010 （12）： 35-38.