程斌+顏宇

摘 要：近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)也迎來(lái)了繁榮發(fā)展時(shí)期。在汽車(chē)的零部件中，電氣接線盒是電源分配的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性將直接關(guān)系到汽車(chē)的使用安全性。汽車(chē)電氣接線盒設(shè)計(jì)需要考慮多方面的因素，在設(shè)計(jì)之后也有很多的驗(yàn)證項(xiàng)目，比如過(guò)電流測(cè)試，其主要目的是驗(yàn)證回路的承載能力。文章深入分析了汽車(chē)電氣接線盒的過(guò)載設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)部件；電氣接線盒；過(guò)載設(shè)計(jì)；驗(yàn)證方法

近些年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)發(fā)展飛快，行業(yè)內(nèi)新興的汽車(chē)企業(yè)和汽車(chē)產(chǎn)品有很多，這就導(dǎo)致了汽車(chē)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈?，F(xiàn)代人對(duì)汽車(chē)的要求不僅僅是代步工具，還有一些其他功能的要求，所以現(xiàn)在汽車(chē)的功能越來(lái)越多，附屬的電子產(chǎn)品也越來(lái)越多，也就導(dǎo)致了汽車(chē)的電路系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。汽車(chē)電氣接線盒是汽車(chē)中電源分配和電路保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，要滿足復(fù)雜電路系統(tǒng)和電子產(chǎn)品的供電需求，其內(nèi)部電路設(shè)計(jì)的難度也逐漸增加。汽車(chē)中的很多電機(jī)類(lèi)和燈的負(fù)載在正常啟動(dòng)時(shí)會(huì)存在沖擊電流，沖擊電流一般會(huì)大于元器件的額定值。所以，在能夠承載額定電流的基礎(chǔ)上，還要能夠承擔(dān)沖擊電流，提高抗過(guò)載電流能力。過(guò)載現(xiàn)象主要在電路中設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候產(chǎn)生，由于負(fù)載存在瞬間的浪涌電流，超過(guò)了器件的工作電流，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)導(dǎo)致元器件發(fā)熱，最后導(dǎo)致燒車(chē)。

1 汽車(chē)電氣接線盒中元器件分析

電氣接線盒內(nèi)部主要包含的元器件有繼電器、PCB板、熔斷絲、匯流條、端子等。上述元器件是組成電氣回路的主要部分，它們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)都要考慮過(guò)載問(wèn)題。

繼電器主要用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇這類(lèi)電流較大的負(fù)載，但是繼電器本身的控制回路電流比較小，觸點(diǎn)回路的電流比較大，觸點(diǎn)回路一般和熔斷絲進(jìn)行串聯(lián)。一旦電流過(guò)大就會(huì)自動(dòng)熔斷，保護(hù)回路導(dǎo)線。要根據(jù)回路和負(fù)載的實(shí)際情況進(jìn)行繼電器的設(shè)計(jì)和選擇。如果是電機(jī)類(lèi)或燈這類(lèi)負(fù)載，既要承受正常的工作電流，還要承受過(guò)載電流，一般在繼電器的規(guī)格書(shū)中對(duì)這部分都會(huì)有詳細(xì)的數(shù)值說(shuō)明。同時(shí)觸電材料對(duì)過(guò)載現(xiàn)象也有一定的影響，因?yàn)椴煌挠|點(diǎn)材料接觸電阻的大小不同，材料的價(jià)格也不同，使用壽命也不同，所以我們應(yīng)該綜合各方面的因素來(lái)選擇性?xún)r(jià)比最高的觸點(diǎn)材料。繼電器規(guī)格書(shū)中給出的數(shù)值是由廠家通過(guò)多種試驗(yàn)方法測(cè)試出來(lái)的，在繼電器的實(shí)際使用中，環(huán)境溫度和工作頻次等對(duì)其也有影響，所以在選擇繼電器時(shí)要綜合考慮各方面因素。

熔斷絲對(duì)電流比較敏感，可以在電路最薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行使用。當(dāng)電氣回路的負(fù)載有沖擊電流時(shí)，要保證元器件的正常工作。熔斷絲不能熔斷，所以要求熔斷絲在負(fù)載具有沖擊電流的電氣回路中還要保證一定的抗過(guò)載能力。但是一旦出現(xiàn)短路現(xiàn)象，熔斷絲必須在一定的時(shí)間內(nèi)熔斷，保護(hù)元器件不受損壞，一般可以通過(guò)分析熔斷絲的時(shí)間-電流曲線找到熔斷絲對(duì)過(guò)載的影響程度。不同種類(lèi)的熔斷絲額定電流值不同，抗過(guò)載能力不同。即便是額定電流值相同，抗過(guò)載能力也不盡相同。

PCB板是汽車(chē)電氣接線盒內(nèi)部主要承載電流的載體，承載過(guò)載的能力主要看覆銅的厚度和回路的寬度。一般來(lái)說(shuō)，覆銅的厚度是一定的，回路的寬度就是承載能力的決定性因素。PCB板有面積限制，要根據(jù)實(shí)際負(fù)載的額定電流進(jìn)行回路寬度的設(shè)計(jì)，還要保證抗過(guò)載能力。所以，過(guò)電流測(cè)試能夠很好地驗(yàn)證回路性能。

端子是電氣回路連接的重要環(huán)節(jié)，一般通過(guò)降額曲線和溫升曲線來(lái)描述端子載流能力與環(huán)境溫度和發(fā)熱量的關(guān)系。母端的端子隨著溫度的升高，在一定界限后載流能力下降，這與母端的彈性結(jié)構(gòu)有關(guān)，但負(fù)責(zé)信號(hào)傳遞的端子不用考慮抗過(guò)載。在端子的選擇時(shí)，還要考慮熔斷絲的匹配以及回路承受過(guò)載能力的范圍等因素。

匯流條一般用于將正極引來(lái)的電流引導(dǎo)在其他繼電器上和分配常電熔斷絲上，載流能力與環(huán)境溫度、回路寬度等因素有關(guān)。匯流條在設(shè)計(jì)時(shí)主要的依據(jù)是電氣接線盒兼容的負(fù)載，還要留一定的余量。

2 汽車(chē)電氣接線盒抗過(guò)載能力的驗(yàn)證

過(guò)電流試驗(yàn)驗(yàn)證的主要目的是測(cè)試電氣接線盒在回路中出現(xiàn)過(guò)載電流時(shí)的抗過(guò)載能力。由于熔斷絲的熔斷特性，只要在驗(yàn)證熔斷絲熔斷之前，電氣接線盒能夠保持正常運(yùn)行就可以。

第一，是將電氣接線盒放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，選擇進(jìn)行測(cè)試的回路。長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)的回路必須要測(cè)試，短時(shí)間工作的回路可以進(jìn)行選擇性測(cè)試。在試驗(yàn)中，不能對(duì)電氣接線盒造成損壞。

加載方式主要有三種：第一，對(duì)于片式熔斷絲，加載兩倍電流熔斷，加載1.35倍電流熔斷，加載1.1倍電流持續(xù)60分鐘。第三種加載電流是不會(huì)熔斷熔斷絲的，這種測(cè)試對(duì)回路承受低過(guò)載能力要求比較高，所以回路設(shè)計(jì)一定要考慮匹配熔斷絲。如果在測(cè)試期間熔斷絲熔斷，可更換熔斷絲之后繼續(xù)試驗(yàn)。第二種加載電流一般10分鐘之內(nèi)就能熔斷熔斷絲，第一種加載電流5秒內(nèi)就能將熔斷絲熔斷。第二，對(duì)于箱式慢熔熔斷絲，加載1.35電流和2倍電流直接熔斷。第三是平板式慢熔熔斷絲，加載2倍電流熔斷。這種熔斷絲主要和較大電流的負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)，額定電流值比較大。一般來(lái)說(shuō)，不需要考慮低過(guò)載工況，主要用于對(duì)短路的保護(hù)。不同的熔斷絲之間還是存在差異的，要根據(jù)回路的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇。

汽車(chē)電氣接線盒的過(guò)電流試驗(yàn)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這主要是根據(jù)電路設(shè)計(jì)的目標(biāo)而定，可根據(jù)回路的實(shí)際工作需要進(jìn)行熔斷標(biāo)準(zhǔn)的制定。

汽車(chē)保險(xiǎn)盒總成主要是指用于安裝汽車(chē)保險(xiǎn)絲的盒子，其屬于發(fā)動(dòng)機(jī)罩和支架。不僅包括了各個(gè)電路的保險(xiǎn)，也包括了繼電器，因此需要按照做好該部分的過(guò)載設(shè)計(jì)工作。因?yàn)槠?chē)保險(xiǎn)盒總成內(nèi)部電流太高相關(guān)規(guī)定會(huì)導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的更換，而且要更換與之相對(duì)應(yīng)的型號(hào)，不可換大或者換小，以確保其能夠正常運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)電氣接線盒的設(shè)計(jì)主要是為了保證汽車(chē)的使用安全，所以其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性至關(guān)重要，電氣接線盒的設(shè)計(jì)目標(biāo)決定了驗(yàn)證方法。過(guò)電流試驗(yàn)主要是驗(yàn)證回路在出現(xiàn)故障時(shí)電氣接線盒回路的抗過(guò)載能力，還要考慮到接線盒內(nèi)部元器件，如端子、PCB板、繼電器、熔斷絲等的過(guò)載能力。電氣接線盒主要是確保在任何工作情況下，都要保證對(duì)汽車(chē)電路的安全供電。所以，做好汽車(chē)電氣接線盒的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作十分重要。雖然目前關(guān)于這兩方面的工作已經(jīng)有了一定的體系和標(biāo)準(zhǔn)，但是在具體的工作實(shí)施中還是存在一定的問(wèn)題。這就需要工作人員的共同努力，共同推進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]呂玉林.汽車(chē)電氣接線盒電源樁頭安全設(shè)計(jì)分析[J].汽車(chē)電器，2015（12）：16-18.

[2]劉茂龍，孔艷.淺析汽車(chē)電氣接線盒的過(guò)載設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法[J].汽車(chē)電器，2015（12）：45-47.

[3]王武軍，王榮喜，康金燦.基于TRIZ理論的一種中央電氣接線盒的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].河北工業(yè)科技，2013（4）：262-265.

[4]王武軍，黃小莊，張義林，等.汽車(chē)用中央電氣接線盒殼體的防翹曲設(shè)計(jì)[J].汽車(chē)電器，2012（7）：32-33.

[5]賴(lài)如財(cái).中央電氣接線盒的通用性設(shè)計(jì)[J].汽車(chē)電器，2012（5）：4-6.