新能源汽車已經(jīng)成為汽車發(fā)展的焦點(diǎn)，市場(chǎng)保有量越來越多，新能源汽車的安全尤其是低速電動(dòng)車隨之成為大家關(guān)注的重點(diǎn)。現(xiàn)在低速電動(dòng)車高速發(fā)展，形成了“人人造車”的局面，在設(shè)計(jì)方面相較于大公司不是很專業(yè)，故車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)一系列問題。

本文通過市場(chǎng)遇到問題來反饋線束在設(shè)計(jì)過程存在的設(shè)計(jì)失誤與配件選型錯(cuò)誤等問題。

之前遇到一位客戶反饋車不充電且有異味，檢查后發(fā)現(xiàn)充電保險(xiǎn)片已燒毀。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該30A保險(xiǎn)并未斷開且脫離保險(xiǎn)盒，可暫時(shí)鑒定為保險(xiǎn)片接觸不良導(dǎo)致針腳發(fā)熱融壞保險(xiǎn)盒。

先不管保險(xiǎn)片質(zhì)量合不合格，暫看此線束保險(xiǎn)片的選型就有問題：

此保險(xiǎn)為低速電動(dòng)車的充電保險(xiǎn)，充電電流最大持續(xù)18A，充電保險(xiǎn)按照折減率75％和溫度變化率－0．15％／℃（夏天按環(huán)境40℃計(jì)算），計(jì)算得出保險(xiǎn)片的容量：

18／0．75／（100％－（40℃－25℃）＊0．015）＝24．1A，選型25A或30A都是沒問題。

但此保險(xiǎn)為快溶插片式保險(xiǎn)絲，也許大家只關(guān)心保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嗄芰Γ瑓s忽略了保險(xiǎn)絲的過載能力與散熱。插片式保險(xiǎn)片中間起溶斷作用的“絲”部分相對(duì)來說還是比較細(xì)的，雖然18A的電流未達(dá)到25A或者30A保險(xiǎn)片溶斷電流，但是長(zhǎng)時(shí)間充電會(huì)使保險(xiǎn)片發(fā)熱，再加上此保險(xiǎn)片為封閉式散熱不好，很容易高溫，有一定的安全隱患。

為此特地做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：

測(cè)試環(huán)境：室溫34℃左右

測(cè)試電流：18A

測(cè)試保險(xiǎn)：30A插片式保險(xiǎn)片（封閉在單路保險(xiǎn)盒內(nèi)）

測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

發(fā)現(xiàn)此保險(xiǎn)片30min左右升至90℃以上，而充電器18A充電電流的持續(xù)時(shí)間為最大6小時(shí)。

我認(rèn)為此保險(xiǎn)片選型不合適，肯定有合適的，那就是中速溶斷平板式保險(xiǎn)絲（如下圖：圖1為單路，圖2為雙路，圖3為保險(xiǎn)片資料）。

圖1

圖2

圖3

此形式的保險(xiǎn)片允許過載電流比較大且散熱性比較好，使用25A的即可滿足18A的充電電流，同時(shí)也能起到短路時(shí)的保護(hù)作用。

針對(duì)上面提到的事故，還有一個(gè)忽略的因素——電壓，市面上的電動(dòng)車最低為48V，而此保險(xiǎn)片一般為32V的。

合適的保險(xiǎn)絲至少應(yīng)該符合三項(xiàng)要求：該斷的時(shí)侯要斷，不該斷的時(shí)侯不能斷，斷的過程必須保證安全。

保險(xiǎn)絲的第一功能是保護(hù)功能，也就是在需要保護(hù)的時(shí)侯保險(xiǎn)絲應(yīng)該起到作用，這也是我們選擇保險(xiǎn)絲時(shí)需要首先考慮的。一般情況下保險(xiǎn)絲的額定電流一定要大于電路正常工作電流，且擁有一定的過載能力，但如果余量過大，將會(huì)降低或削弱其保護(hù)功能，保險(xiǎn)絲應(yīng)該動(dòng)作的時(shí)侯不動(dòng)作，造成被保護(hù)的元器件損壞甚至更嚴(yán)重的危險(xiǎn)后果。設(shè)計(jì)人員選用保險(xiǎn)絲時(shí)的主要參考工具是保險(xiǎn)絲制造商提供的產(chǎn)品規(guī)格書中的“時(shí)間－電流特性曲線”。由于曲線上所反映的熔斷時(shí)間都是在正常大氣條件下的，必要時(shí)我們還需要適當(dāng)考慮環(huán)境溫度等的影響。選擇恰當(dāng)熔斷特性的保險(xiǎn)絲品種和恰當(dāng)?shù)念~定電流規(guī)格才能滿足保險(xiǎn)絲的保護(hù)功能。

保險(xiǎn)絲的第二功能是承載功能，也就是平常所說的耐脈沖能力，這是我們選擇保險(xiǎn)絲時(shí)必須同時(shí)考慮的重要課題。在保險(xiǎn)絲使用的過程中，出現(xiàn)正常電流波動(dòng)或瞬間脈沖的機(jī)會(huì)大大多于故障過電流，所以在某種意義上來說，這方面的考慮對(duì)保險(xiǎn)絲的使用來說顯得格外重要和更具有實(shí)際意義。只要保險(xiǎn)絲的熔化熱能值I2t大于電路脈沖的能量，保險(xiǎn)絲就能夠承受，“時(shí)間－熔化熱能曲線”是提供給設(shè)計(jì)人員選用保險(xiǎn)絲時(shí)的耐脈沖能力的工具（同樣地也可以采用電流－熔化熱能曲線的形式），更進(jìn)一步看保險(xiǎn)絲在經(jīng)受脈沖沖擊時(shí)即使不熔斷也會(huì)受到一定的損傷，換句話說此時(shí)保險(xiǎn)絲的I2t就會(huì)減小，也就是耐脈沖的能力降低了，所以在選擇保險(xiǎn)絲時(shí)還必須考慮這個(gè)衰減的因素，通常的簡(jiǎn)易計(jì)算需要放3－5倍的余量來保證保險(xiǎn)絲有足夠的耐脈沖能力。保險(xiǎn)絲的耐脈沖能力和它的保護(hù)性能是有矛盾的，在這兩個(gè)方面我們必須求得一個(gè)合理的平衡，尋找最佳的結(jié)合點(diǎn)。選擇有恰當(dāng)熔化熱能值的保險(xiǎn)絲品種規(guī)格和放大足夠并合理的安全余量才能滿足保險(xiǎn)絲的承載功能（耐脈沖能力）。

保險(xiǎn)絲的第三功能是安全功能。優(yōu)質(zhì)可靠的保險(xiǎn)絲應(yīng)該在其動(dòng)作前，動(dòng)作中和動(dòng)作后都能保證安全性，即安全地導(dǎo)通和安全地熔斷。能夠保證保險(xiǎn)絲這項(xiàng)要求的主要技術(shù)指標(biāo)就是分?jǐn)嗄芰Α７謹(jǐn)嗄芰κ潜ｋU(xiǎn)絲能夠安全地切斷電路的最大電流，一般情況下是指短路電流。就是保險(xiǎn)絲在遇到短路電流時(shí)必須能夠絕對(duì)安全地分?jǐn)嚯娐罚丛诜謹(jǐn)噙^程中不發(fā)生任何不安全的因素，如持續(xù)拉弧、多次導(dǎo)通、破碎、飛濺、燃燒、以至爆炸等。每一種保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嗄芰Χ急仨毚笥诘扔诒槐Ｗo(hù)電路的最大短路電流。保險(xiǎn)絲的額定電壓決定了它的耐壓，也是保險(xiǎn)絲安全性能的另一個(gè)指標(biāo)，只能使用在工作電壓小于等于保險(xiǎn)絲額定電壓的電路中。世界各國(guó)和各地區(qū)對(duì)安全元件都進(jìn)行安全認(rèn)證，保險(xiǎn)絲的安全認(rèn)證對(duì)于它的安全功能來說也是必不可少的。選擇具有足夠分?jǐn)嗄芰皖~定電壓的，并獲得必要的應(yīng)用地區(qū)的安全認(rèn)證的保險(xiǎn)絲品種，才能滿足保險(xiǎn)絲的安全功能。

綜上所述，適當(dāng)?shù)娜蹟嗵匦院皖~定電流；足夠而合理的熔化熱能值；以及合適的分?jǐn)嗄芰Α㈩~定電壓和安全認(rèn)證是保證保險(xiǎn)絲主要功能的必要條件，只有在具備了這三個(gè)條件的基礎(chǔ)上，同時(shí)協(xié)調(diào)好保護(hù)性能和耐脈沖能力之間的制約，求得最合理的平衡，我們才有可能做出判斷：這樣的保險(xiǎn)絲才是優(yōu)質(zhì)可靠的保險(xiǎn)絲。

選擇保險(xiǎn)絲的十個(gè)要素：

1． 額定電流——In

●保險(xiǎn)絲的額定電流是指它的公稱額定電流， 通常就是電路能夠工作的最大電流值；

●正確選擇保險(xiǎn)絲的額定電流值， 必須作如下考慮：

●例如： 電路的工作電流： Ir ＝ 1．5 A

●UL規(guī)格保險(xiǎn)絲額定電流應(yīng)是： In ＝ Ir／Of ＝ 1．5／0．75 ＝ 2A z 這兒的 Ir是電路工作電流，Of 是 UL 規(guī)格保險(xiǎn)絲的折減率；

●所以應(yīng)該選擇 2A 的保險(xiǎn)絲；

●對(duì)于 IEC規(guī)格保險(xiǎn)絲則沒有折減率要求， 即： Ir ＝ In z 如果特殊的額定電流不是通用的， 應(yīng)該選最鄰近的較高值；

●錯(cuò)誤的選澤：把希望保險(xiǎn)絲熔斷的電流值作為額定電流值。

2． 額定電壓——Un

●保險(xiǎn)絲的額定電壓是指它的公稱額定電壓， 通常就是保險(xiǎn)絲斷開后能夠承受的最大電壓值；

●保險(xiǎn)絲通電時(shí)兩端所承受的電壓大大小于其額定電壓，因此額定電壓基本上無關(guān)緊要；

●正確選擇保險(xiǎn)絲額定電壓應(yīng)該等于或大于電路電壓 z 例如： 250V的保險(xiǎn)絲可以用于 125V的電路；

●對(duì)于低電壓的電子應(yīng)用， 一個(gè)交流額定保險(xiǎn)絲可以用于直流電路中；

●關(guān)于保險(xiǎn)絲的額定電壓主要應(yīng)考慮： 當(dāng)電路電壓不超過熔斷器額定電壓時(shí)， 保險(xiǎn)絲是否有能力分?jǐn)嘟o出的最大電流；

●認(rèn)識(shí)的誤區(qū)：保險(xiǎn)絲的額定電壓必須跟電路電壓一致！

3． 環(huán)境溫度

●保險(xiǎn)絲所處小環(huán)境溫度或已知的工作溫度， 對(duì)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作是有影響的 z 環(huán)境溫度越高， 保險(xiǎn)絲的工作時(shí)就越熱， 其壽命也就越短；

●不管是 UL 規(guī)格還是 IEC規(guī)格， 保險(xiǎn)絲的各項(xiàng)指標(biāo)都是指在25 ℃ ，如小環(huán)境工作溫度較高，則要考慮保險(xiǎn)絲的溫度折減率；

●例： 選用快熔斷保險(xiǎn)絲在 90 0C小環(huán)境下和 1．5A 電流下工作，，若選用IEC規(guī)格保險(xiǎn)絲， 那么額定電流就是：

In ＝ In／ Tf ＝ 1．5A／0．95 ＝ 1，58 A 推薦 1．6 A 或 2 A 的保險(xiǎn)絲；

若選用UL 規(guī)格保險(xiǎn)絲 那么額定電流就是：

In ＝ In／OfxTf ＝ 1．5A／0．75x0．95 ＝ 2．1 A 應(yīng)選 2．5 A 的保險(xiǎn)絲。

4． 電壓降／冷電阻——Ud／R

●一般情況下，保險(xiǎn)絲的電阻值與它的額定電流值成反比；

●在保護(hù)電路中要求保險(xiǎn)絲阻值越小越好，這樣它的損耗功率就小；因此在保險(xiǎn)絲技術(shù)參數(shù)中規(guī)定了最大電壓降值或冷電阻值，但不作為產(chǎn)品驗(yàn)收依據(jù)；

●保險(xiǎn)絲的電壓降：通以直流額定電流，使保險(xiǎn)絲達(dá)到熱平衡后所得的讀數(shù)；

●保險(xiǎn)絲的冷電阻：在小于額定電流10％的條件下測(cè)得的讀數(shù) z 保險(xiǎn)絲的電壓降和冷電阻可以互相換算；

●小規(guī)格保險(xiǎn)絲的電壓降對(duì)低壓電路的影響較大，務(wù)必注意！ z 極端情況下由于電阻太大會(huì)無法輸出需要的工作電流。

5． 熔斷特性

●也稱作保險(xiǎn)絲的時(shí)間－電流特性或I－T特性或安秒特性， 是保險(xiǎn)絲最主要的電性能指標(biāo)，它表明了保險(xiǎn)絲在不同過載電流負(fù)載下熔斷的時(shí)間范圍。 z 當(dāng)流經(jīng)保險(xiǎn)絲的電流超過額定電流時(shí)， 熔體溫度逐漸上升，以至最后保險(xiǎn)絲被燒斷，我們把這都?xì)w屬為一種過載狀態(tài)；

●保險(xiǎn)絲需要有一定的過載能力：

UL規(guī)范保險(xiǎn)絲的最大不熔斷電流是110％In； IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲的最大不熔斷電流是150％In或120％In z 保險(xiǎn)絲也要求在超過限量的過載電流時(shí)能及時(shí)地?zé)龜啵?/p>

UL規(guī)范保險(xiǎn)絲的最小熔斷電流在130％In 左右； IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲的最小熔斷電流在180％In 左右；

●根據(jù)熔斷特性不同，可以把保險(xiǎn)絲分為快速型和延時(shí)型等：

●快速保險(xiǎn)絲常用在阻性電路中，保護(hù)一些對(duì)電流變動(dòng)特別敏感的元器件；

●延時(shí)保險(xiǎn)絲常用在電路狀態(tài)變化時(shí)有較大浪涌電流的感性或容性電路中，它能承受開關(guān)機(jī)時(shí)浪涌脈沖的沖擊，而真正出現(xiàn)故障時(shí)仍能較快的斷開電路；

●每一條曲線代表了一個(gè)規(guī)格保險(xiǎn)絲的熔斷特性，對(duì)應(yīng)每一個(gè)負(fù)載電流都能找到它的熔斷時(shí)間。

●不同類型保險(xiǎn)絲具有不同形狀的特性曲線。

時(shí)間／電流特性曲線最好地描繪了保險(xiǎn)絲的過載性能，供設(shè)計(jì)師選用保險(xiǎn)絲規(guī)格時(shí)主要的參考。

時(shí)間－電流特性表

通常規(guī)定用曲線中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)來考核保險(xiǎn)絲的過載性能。是對(duì)保險(xiǎn)絲進(jìn)行質(zhì)量評(píng)判或驗(yàn)收時(shí)的主要依據(jù)。

6．分?jǐn)嗄芰Α狪r

●分?jǐn)嗄芰σ卜Q為最大分?jǐn)嗄芰蚨搪贩謹(jǐn)嗄芰蛘跀嚯娏鳌?/p>

●分?jǐn)嗄芰κ潜ｋU(xiǎn)絲最主要的安全指標(biāo)。它表明了在規(guī)定的電壓下， 保險(xiǎn)絲能安全地切斷的最大電流。

●當(dāng)流經(jīng)保險(xiǎn)絲的電流相當(dāng)大以至短路的時(shí)侯，仍要求保險(xiǎn)絲能安全分?jǐn)嚯娐罚也粠砣魏纹茐男浴?/p>

●當(dāng)超過額定分?jǐn)嚯娏髦禃r(shí)， 保險(xiǎn)絲有可能出現(xiàn)破碎，爆炸，噴 濺，引起周圍人身或其他元器件的燃燒和破壞等不安全現(xiàn)象。

●保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嗄芰θQ于保險(xiǎn)絲的結(jié)構(gòu)和所用的材質(zhì)， 一般來說低分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲大部份都是玻璃殼體的， 高分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲通常有陶瓷殼體， 其中許多還填充有純凈顆粒狀石英材料。

●按照常規(guī)， 當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)是直接聯(lián)接到電源輸入電路和保險(xiǎn)絲被置于電源輸入部份時(shí)， 一定要使用高分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲。

●在大部分二次電路中， 特別是電壓低于電源電壓時(shí)， 選用低分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲就足以能勝任了。

7． 熔化熱能值—I2t

●熔斷器的熔化熱能值（If2t）是指熔體熔斷所需要的能量值， 通常被用于熔斷器承受浪涌能力的技術(shù)指標(biāo)，其中 I為過載電流，t為熔斷時(shí)間 z 電路中出現(xiàn)浪涌時(shí)所釋放出來的能量值（Ir2t）。

●原則： 選用熔斷器時(shí)必須考慮 If2t＞Ir2t， 即熔斷器的熔化熱能應(yīng)大于浪涌電流釋放的熱能。

●熔斷器的熔斷時(shí)間跟電流產(chǎn)生的熱量， 散熱條件及熔斷器的熱容特性等都有關(guān)，許多因素都會(huì)影響熔斷器的熔斷時(shí)間，所以熔斷器在不同的分?jǐn)嚯娏骰蚍謹(jǐn)鄷r(shí)間會(huì)有不同的If2t，也就是說If2t并不是一個(gè)常數(shù)。

●能量／時(shí)間曲線最好地描繪了保險(xiǎn)絲的熔化熱能變化情況，供設(shè)計(jì)師選用保險(xiǎn)絲耐脈沖能力時(shí)主要的參考。

●耐脈沖沖擊次數(shù)

●當(dāng)If2t＞ Ir2t時(shí)，熔斷器應(yīng)能承受脈沖的沖擊，不會(huì)被熔斷但會(huì)受到一些損傷，從而略微降低它的If2t；

●通過計(jì)算和選擇 If2t和Ir2t的關(guān)系，可以知道熔斷器能夠承受的脈沖次數(shù)，反過來說需要熔斷器能夠承受多少次以上的浪涌沖擊，就必須選擇熔斷器的 If2t與電路脈沖的Ir2t關(guān)系；

●AEM 熔斷器的If2t和Ir2t的大概關(guān)系

Ir2t＜＝ 30％ If2t100，000次

Ir2t＜＝ 38％ If2t10，000次

Ir2t＜＝ 48％ If2t1，000次

●Littelfuse保險(xiǎn)絲的If2t和Ir2t的大概關(guān)系

Ir2t＜＝ 22％ If2t100，000次

Ir2t＜＝ 29％ If2t10，000次

Ir2t＜＝ 38％ If2t1，000次

8． 耐久性／壽命

●保險(xiǎn)絲的壽命是很長(zhǎng)的，在無故障的情況下幾乎與設(shè)備的壽命是可以同步的。

●測(cè)試 IEC 規(guī)格的小型管狀保險(xiǎn)絲壽命的方法：在直流電源條件下，以1．20 In（或1．05 In）電流導(dǎo)通一小時(shí)，斷開15分鐘，連續(xù)100個(gè)周期，最后再以1．5 In（或1．15 In） 電流導(dǎo)通一小時(shí)，期間不能有熔斷或其他異常現(xiàn)象。

●保險(xiǎn)絲的儲(chǔ)存期，在正常條件下不少于兩年，到期經(jīng)復(fù)檢合格后可再行儲(chǔ)存。

9． 結(jié)構(gòu)特征和安裝形式

●管狀：玻璃管－低分?jǐn)嗄芰Γ沾晒埽叻謹(jǐn)嗄芰Γ?/p>

填充細(xì)粒石英沙－用于滅弧，玻璃管變色－熔斷指示；

內(nèi)焊式與外焊式；

加引線套帽－用于焊接（有時(shí)需先將引線成型） ……

●微型：電阻式，晶體管式，薄膜式……

●片式：薄膜式，多層獨(dú)石，電阻式……

●其他：插片式，螺栓式，密封式，報(bào)警式……

●熔體結(jié)構(gòu)：圓絲，扁絲，單絲，雙絲，復(fù)合絲；

10．安規(guī)認(rèn)證

（不做詳解）