原理设计 | 谈谈熔断器合并共用原则

2020年9月16日 评论 330 1950字

散漫说:这是关于保险丝选型的第4篇,本文重点在于理解保险丝合同原则下的内涵,即为什么进行保险丝合并时有这个要求。在看这篇文章之前,为了方便更好的理解,可以点击顶部”整车原理设计专辑“查看之前的基础内容。一家之言,一起探讨。

之前的内容,我们已经介绍了保险丝的工作机理,保险丝的类型,及保险丝的类型和容量的选择方法。然而,随着汽车的发展,汽车上的功能配置越来越多,我们不可能给每一个用电器的每个电源回路都设计单独的保险,如果这样做的话,必然会极大的增加整车线束成本和重量,而且也没有必要。基于此,我们需要进行保险丝的合并,但是保险丝的合并不能是想当然的,那么哪些零部件可以共用保险丝,哪些必须单独保护,保险丝的合并选择原则是什么呢?如何进行保险丝的合并是我们要重点研究的,这是熔电器的匹配设计中非常重要的一环。

1 明确保险丝合并的目的及考虑点

在进行保险丝的合并/共用设计之前,很有必要再次明确下保险丝共用设计的目的和意义。简单的说,保险丝共用的目的是为了在保护原有回路导线的前提下,做到成本最优,设计最优。这就要求我们在进行保险丝合并设计时,充分考虑以下几点:

1)待合并保险丝的功能件在整车的安装区域是否相同,在共用保险丝的设计过程中,要避免导线绕的过长。

将安装区域相同的功能件共用保险丝,实际上还是主要考虑成本上的优势。比如说,假设共用的保险丝位于机舱保险丝盒,如果这个保险丝即挂了机舱内的用电器,又挂了驾驶室内的用电器的话,那么相对单独设置一个驾驶室内的保险丝保护驾驶室内的用电器电源回路,共用带来的成本可能比单独设置保险丝的成本更大(新增了机舱保险丝盒到驾驶室保险丝盒的导线和匹配的端子的成本)

2)待合并保险丝的功能件负载类型是否一致,只有负载类型相同的用电器,保险丝才能共用。

这点应该比较好理解,如果一个是阻性负载使用的是快熔保险,一个是感性负载使用的是慢熔保险丝,如果将不同负载类型的保险丝进行合并,那么带来的后果是共用的保险丝是无法做到正常保护这两个功能件的作用的,保险丝也将失去作用。因此不同负载类型的功能件不能共用保险丝。

3)待合并保险丝的功能件负载电流的大小,大电流一般单独设置保险,高低电流回路(电流差5A以上)不共用一个保险。

这一点实际上也是从成本的角度出发,如果电流相差过大的功能件进行保险丝的合并,那么相应的,原来小线径的电线,相当于增大了保险丝,这样就需要相应的增加电线的规格来匹配保险丝容量的增加,最终导致成本增加,共同保险丝也就失去了意义。

原理设计 | 谈谈熔断器合并共用原则

图:相近负载电流同类型负载保险丝合并

4)待合并保险丝的功能件之间功能是否有关联,只有功能相关联才进行保险丝的合并。

为了使设计的结构化更美,为了便于维修性,共用保险丝前需要详细功能件之间是否有使用功能之间的联系,建议只有当功能件有联系时,才共同保险丝。

5)在合并保险丝时,需要考虑功能件的电源/通信信号是否一致;

这一点说的是,功能件需求的电源类型一致才能进行保险丝的共用,比如挂在常电上的功能件和挂在IG电上的功能件,保险丝是不能共用的。

6)待合并保险丝功能件中是否有涉及安全的重要功能件,考虑保险丝熔断后的影响。

保险丝共用选择与用电器的重要程度,安全级别有关。功能件共用保险丝后,还需考虑功能件保险丝合并后,当因某个功能件的回路短路造成共用保险丝烧断,从而引发该共用保险丝下的其他功能件功能失效带来的影响。从这一点出发,当涉及安全的功能,不能共用保险丝。为了更好的说明,通常会对功能件的重要等级进行定义。

根据汽车中的电器功能进行分类,我们将功能件分为三级,如下:

A-重要件。指操纵汽车,汽车运行安全必不可少的功能。

包括发动机控制单元(PCM)、刹车防抱死系统控制单元(ABS)及安全气囊系统控制单元(SAS)及其它涉及整车安全的控制单元。该类电负荷不仅对于整车性能及安全至关重要,而且该类电气设备属敏感设备,易受其它用电设备干扰。因此,对于该类用电设备必须单设保险丝。

B-一般重要件。重要功能,但是不影响操作汽车,不影响汽车使用安全的功能。

包括发动机各类传感器、各类报警信号灯和外部照明灯、前风档清洗装置、喇叭等等。该类电负荷同样对于整车性能及安全至关重要,但该类电负荷对相互之间的干扰并不敏感,因此,对于该类电负荷可以根据情况相互组合,共同使用一个保险丝。

C-普通件。其他给汽车使用带来方便的功能

包括汽车音响系统、电加热座椅、杂物箱照明、电动后视镜、电举窗系统等等。该类电负荷对于整车而言,重要性并不是很大。一般为增进司乘人员的舒适性而加设的电气设备。因此,对于该类电负荷可以根据情况相互组合,共同使用一个保险丝。

A类必须单独设置保险丝,B类根据实际使用可进行保险丝的合并,C类允许进行保险的共用

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