如何选择保险丝,保险丝容量计算方法

2019年5月10日
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汽车熔断器也叫做保险丝。保险丝的主要作用是保护导线,同时提供短路保护和低过载(135%)保护。

保险丝的工作机理是,在电路短路时,在导线冒烟着火时能够及时的熔断,以便对电路进行切断,防止电线燃烧,引起整车自燃。因此,有必要在每一个用电回路设置保险丝(熔断器)进行线路保护。

导线的自然现象见下图:

如何选择保险丝,保险丝容量计算方法

在电路中,保险丝只能保护保险丝之后的导线,故保险尽量设置在靠近电源的位置。倘若距离太远的话,考虑设置上一级保险。

1 如何确定保险丝在电路中的位置

对于大电流的保护应该从蓄电池开始,如下图:

如何选择保险丝,保险丝容量计算方法

对于中低电流的保护从电器盒端开始,如下图:

如何选择保险丝,保险丝容量计算方法

2 如何确定是共用保险丝还是单独设置保险丝?

因为整车上有上百个回路,如果每个回路都单独设置保险丝的话,不利于汽车线束的轻量化和降低成本,因此常常会将回路进行共用保险丝来保护,但这要遵循一定的原则,那如何确定呢?

2.1 保险丝的功能分类

首先应该给保险进行分级,可以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-指操纵汽车,汽车运行安全必不可少的功能
  • B-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
  • C-其他给汽车使用带来方便的功能

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

2.2 合并保险丝需要考虑的因素

保险合并基于以下几个方面考虑:

  • 功能件在整车的的安装位置是否相同
  • 功能件之间是否有使用功能之间的联系
  • 功能件的电源/通信信号是否一致
  • 负载的类型,电感行的还是电阻行的(负载类型相同的才能共用)
  • 负载电流的大小。小电流(不超过1A)的才能共用,大电流一般单独设置保险

2.3 保险分配原则

  • 1)发动机ECU、ABS等对于整车性能及安全影响大及其他易受其他用电设备干扰的电器件必须单设熔断器;
  • 2)发动机传感器、各类报警信号灯和外部照明灯,喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大,但该类电负荷对相互之间的干扰并不敏感,这类电器件可以根据实际情况相互组合,共同使用一个熔断器;
  • 3)对于为了增加舒适性而设置的普通电器件类的负载,可以根据实际情况,相互组合,共同使用一个熔断器;
  • 4)熔断器分为快熔和慢熔。慢熔保险主要用在感性负载的电路中,如电机电路;
  • 5)电阻型的负载和电感型的负载尽量避开使用同一个熔断器;
  • 6)脏电流(感性和电容负载、PWM波形负载,大电流负载等)、大电流用电器使用单独的保险,如鼓风机、风扇、车窗、除霜等;
  • 7)高低电流回路(电流差5A以上)不共用一个保险。

3 保险丝的类别的确定

根据负载的特性确定保险的类别。

一般来讲电机,阀等电感类负载使用慢熔保险,电阻型的负载使用快熔保险。也可以根据具体的负载电流特性进行选择,比如熔断时间超过负载的峰值电流时间,则可以选择快熔保险丝,若不能满足则需选择慢熔保险丝。

4 保险容量的确定(3种方法)

公式1:

I保险丝=I工作/(0.75*K)

  1. 在常温(25°C)下选择保险丝额定电流的75%为工作单位,当环境温度升高时,保险丝的载流能力会下降,温度下降系数为0.15%/°C。
  2. 其中:K=1-(T-25°C)*0.15%/°C,即温度系数;I保险丝为保险丝的额定电流,即保险丝的容量;I工作为负载工作的实际电流;T为负载工作的环境温度。
  3. 说明:公式中的温度系数K可以根据不同类型的保险丝温度性能曲线来确定。

公式2

保险丝的额定容量=电路最大工作电流/80%

公式3

保险丝容量(F)≥负载工作电流/(负载特性*峰值电流时间*负载装配区域*保险丝匹配区域)

  1. 负载特性包括连续负载和间断负载,连续负载是指工作时间在10s以上的用电设备,系数取0.8,间隙负载是指工作时间在10s以下的用电设备,系数取1.1。
  2. 峰值电流时间:如出现峰值电流的时间小于0.2s的为1.0,如果时间大于大于0.3s的为0.7.(说明,结合现在电器件的设计水平,暂定出现峰值电流时间大于0.3s)
  3. 负载装配区域,如布置在室内则系数为1.0,如布置在发动机舱则系数为0.9
  4. 保险丝的安装区域,如保险丝单独连接则系数为1.0,如安装在保险丝盒内则系数为0.9

例如:喇叭保险丝,工作电流是8A,则保险丝的容量≥8A/(1.1*0.7*0.9*0.9)=13A,故保险丝取15A保险。

在电路设计过程中有关保险丝的选择可以结合上面的经验公式来选定。

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