前言: 在新能源汽车的研发试制及用户中的使用,经常发生在上下电时
熔断保险丝的情况,给调试及用户带来极大不便。行业内一起混合动力电动车动力电池组由于某些因素而着火了,但主电路保险丝却完好无损,没有起到应尽的保护作用。针对上述现象,经过深入分析,发现其中最主要的原因就是保险丝的选取方法不对,要么以一般保险丝的熔断概念来选取,要么对使用要素及产品特性分析不全面,造成出现误动作或保险未起熔断保护作用而引起着火的隐患。本文通过负载特性、环境温度、熔断特性、分断能力及相关参数计算等几方面综合分析。提供一种选取适合的保险丝的方法,可防止出现非保险故障原因而熔断保险丝的情况。同时又能在过载及短路情况下进行电路保护。从而提高整车的安全可靠性,减少用户的抱怨与投诉。
一、新能源汽车电路熔断器选型的要求 新能源汽车电路熔断器的选型是通过对负载特性、位置影响、环境温度、熔断特性及相关参数计算等几方面综合分析而进行的。选择一种适合的
熔断器选型方法,可防止出现非保险故障原因而熔断保险丝的情况(误动作),同时又能在过载及短路情况下对电路进行保护,从而提高产品(如整车)的安全可靠性。
1、根据负载特性选取不同的保险类型。针对于阻性负载,保险丝的作用主要是保护一些对电流变动特别敏感的元器件。为提高元器件保护的安全性及灵敏性,应选取快熔式保险丝。而对于是容性或感性负载由于脉冲、冲击电流、浪涌电流、谐波电流的存在应选取缓熔式保险丝,这是因为延时保险丝由于其性能特性能承受开关机时浪涌脉冲的冲击,而真正出现故障时仍能较快的断开电路。
2、要想使保险丝在电路中充分发挥其电路的保护作用,需根据电路设计熔断器在电路中的位置,具体如下图解释(其中R表示电路负载):
如电路图1)所示,在A,B处发生过载或短路时,此熔断器能起到保护电路及开关的作用;如电路图2)所示在A处发生过载或短路时,开关会因过流而损坏,而熔断器不能在短时间内熔断,如在B处发生过载或短路时,此保险丝能起到保护电路及开关的作用。因此需特别注意保险丝在电路的位置。
3.
熔断器的工作环境温度是指直接环绕熔断体周围的空气温度,不应与室温相混淆。在许多实用场合,熔断体的温度相当高,选用熔断体时应考虑到环境及工作条件,如:封闭程度、空气流动、连接电缆尺寸(长度、截面)、瞬时峰值等方面的变化;
保险丝熔断体的电流承载能力试验是在20-25℃环境温度下进行的,实际使用时受环境温度变化的影响。环境温度越高,熔断体的工作温度就越高,其寿命也就越短。相反,在较低的温度下运行将延长熔断体的寿命。因此需根据环境工作温度,参阅保险丝的温度折减率(温度补偿曲线)进行修正。
4.
熔断器的熔化热能值(If2t)是指熔体熔断所需要的能量值,若 Ir为过载电流,t为熔断时间,电路中出现浪涌时所释放出来的能量值定义为(Ir2t)。因此,选用熔断器时必须考虑 If2t > Ir2t, 即熔断器的熔化热能应大于浪涌电流释放的热能。
二、熔断器的选用规则及线径匹配选型:
1、尽量使每一路用电设备回路单设熔断器;
2、电阻型的负载与电感型的负载尽量避开使用同一熔断器。
3、在熔断器熔断前,线束绝缘层不能熔化或者燃烧。
4、发动机ECU(包括常电与IG电)、ABS电源等对整车性能及安全影响大必须单设熔断器。另外,易受其他用电设备干扰的电器件必须单设熔断器。
5、喇叭、转向灯等电负荷相互间的干扰并不敏感类电负荷可以根据情况相互组合,共同使用一个熔断器。
6、对于为增加舒适性而设置的普通电器件类的电负荷可以根据情况相互组合,共同使用一个熔断器;
7、熔断器一定要设置在离蓄电池最近的位置,以更多的保护线束与用电器设备;
8、熔断器根据熔断特性不同,可以分成速熔与缓熔两种,
速熔熔断器一般用在电阻性电路中,保护一些对电流变动特别敏感的元器件;缓熔熔断器一般用在电路状态变化时有较大的浪涌电流的感/容性电路中,如电机电路;
9、选用导线的原则是导线的电流-时间特性曲线必须高于串接在电路中的熔断器电流-时间特性曲线。
具体应用时,每一熔断器回路中的最小线径可参考下表的试验结论;但还必须考虑线束的长度、电压降等;同时,线束安装设计时必须加强线束的防护,如增加固定点,线束上加PVC套管、波纹管、绝缘防护套等,切实保险线束在安装、汽车运行的过程中不会被钣金、底盘件等金属部件磨破。