新能源汽車已經(jīng)成為汽車發(fā)展的焦點，市場保有量越來越多，新能源汽車的安全尤其是低速電動車隨之成為大家關(guān)注的重點。現(xiàn)在低速電動車高速發(fā)展，形成了“人人造車”的局面，在設(shè)計方面相較于大公司不是很專業(yè)，故車在運行過程中出現(xiàn)一系列問題。
本文通過市場遇到問題來反饋線束在設(shè)計過程存在的設(shè)計失誤與配件選型錯誤等問題。
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)充電保險片已燒毀。
經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該30A保險并未斷開且脫離保險盒，可暫時鑒定為保險片接觸不良導(dǎo)致針腳發(fā)熱融壞保險盒。
先不管保險片質(zhì)量合不合格，暫看此線束保險片的選型就有問題：
此保險為低速電動車的充電保險，充電電流最大持續(xù)18A，充電保險按照折減率75％和溫度變化率－0．15％／℃（夏天按環(huán)境40℃計算），計算得出保險片的容量：
18／0．75／（100％－（40℃－25℃）＊0．015）＝24．1A，選型25A或30A都是沒問題。
但此保險為快溶插片式保險絲，也許大家只關(guān)心保險絲的分?jǐn)嗄芰Γ瑓s忽略了保險絲的過載能力與散熱。插片式保險片中間起溶斷作用的“絲”部分相對來說還是比較細(xì)的，雖然18A的電流未達(dá)到25A或者30A保險片溶斷電流，但是長時間充電會使保險片發(fā)熱，再加上此保險片為封閉式散熱不好，很容易高溫，有一定的安全隱患。
為此特地做了一個小實驗：
測試環(huán)境：室溫34℃左右
測試電流：18A
測試保險：30A插片式保險片（封閉在單路保險盒內(nèi)）
測試數(shù)據(jù)如下：
發(fā)現(xiàn)此保險片30min左右升至90℃以上，而充電器18A充電電流的持續(xù)時間為最大6小時。
我認(rèn)為此保險片選型不合適，肯定有合適的，那就是中速溶斷平板式保險絲（如下圖：圖1為單路，圖2為雙路，圖3為保險片資料）。
圖1
圖2
圖3
此形式的保險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，同時也能起到短路時的保護(hù)作用。
針對上面提到的事故，還有一個忽略的因素——電壓，市面上的電動車最低為48V，而此保險片一般為32V的。
合適的保險絲至少應(yīng)該符合三項要求：該斷的時侯要斷，不該斷的時侯不能斷，斷的過程必須保證安全。
保險絲的第一功能是保護(hù)功能，也就是在需要保護(hù)的時侯保險絲應(yīng)該起到作用，這也是我們選擇保險絲時需要首先考慮的。一般情況下保險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，將會降低或削弱其保護(hù)功能，保險絲應(yīng)該動作的時侯不動作，造成被保護(hù)的元器件損壞甚至更嚴(yán)重的危險后果。設(shè)計人員選用保險絲時的主要參考工具是保險絲制造商提供的產(chǎn)品規(guī)格書中的“時間－電流特性曲線”。由于曲線上所反映的熔斷時間都是在正常大氣條件下的，必要時我們還需要適當(dāng)考慮環(huán)境溫度等的影響。選擇恰當(dāng)熔斷特性的保險絲品種和恰當(dāng)?shù)念~定電流規(guī)格才能滿足保險絲的保護(hù)功能。
保險絲的第二功能是承載功能，也就是平常所說的耐脈沖能力，這是我們選擇保險絲時必須同時考慮的重要課題。在保險絲使用的過程中，出現(xiàn)正常電流波動或瞬間脈沖的機(jī)會大大多于故障過電流，所以在某種意義上來說，這方面的考慮對保險絲的使用來說顯得格外重要和更具有實際意義。只要保險絲的熔化熱能值I2t大于電路脈沖的能量，保險絲就能夠承受，“時間－熔化熱能曲線”是提供給設(shè)計人員選用保險絲時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)一步看保險絲在經(jīng)受脈沖沖擊時即使不熔斷也會受到一定的損傷，換句話說此時保險絲的I2t就會減小，也就是耐脈沖的能力降低了，所以在選擇保險絲時還必須考慮這個衰減的因素，通常的簡易計算需要放3－5倍的余量來保證保險絲有足夠的耐脈沖能力。保險絲的耐脈沖能力和它的保護(hù)性能是有矛盾的，在這兩個方面我們必須求得一個合理的平衡，尋找最佳的結(jié)合點。選擇有恰當(dāng)熔化熱能值的保險絲品種規(guī)格和放大足夠并合理的安全余量才能滿足保險絲的承載功能（耐脈沖能力）。
保險絲的第三功能是安全功能。優(yōu)質(zhì)可靠的保險絲應(yīng)該在其動作前，動作中和動作后都能保證安全性，即安全地導(dǎo)通和安全地熔斷。能夠保證保險絲這項要求的主要技術(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。就是保險絲在遇到短路電流時必須能夠絕對安全地分?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。保險絲的額定電壓決定了它的耐壓，也是保險絲安全性能的另一個指標(biāo)，只能使用在工作電壓小于等于保險絲額定電壓的電路中。世界各國和各地區(qū)對安全元件都進(jìn)行安全認(rèn)證，保險絲的安全認(rèn)證對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)證的保險絲品種，才能滿足保險絲的安全功能。
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)證是保證保險絲主要功能的必要條件，只有在具備了這三個條件的基礎(chǔ)上，同時協(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：這樣的保險絲才是優(yōu)質(zhì)可靠的保險絲。
選擇保險絲的十個要素：
1． 額定電流——In
●保險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)格保險絲的折減率；
●所以應(yīng)該選擇 2A 的保險絲；
●對于 IEC規(guī)格保險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；
●錯誤的選澤：把希望保險絲熔斷的電流值作為額定電流值。
2． 額定電壓——Un
●保險絲的額定電壓是指它的公稱額定電壓， 通常就是保險絲斷開后能夠承受的最大電壓值；
●保險絲通電時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；
●正確選擇保險絲額定電壓應(yīng)該等于或大于電路電壓 z 例如： 250V的保險絲可以用于 125V的電路；
●對于低電壓的電子應(yīng)用， 一個交流額定保險絲可以用于直流電路中；
●關(guān)于保險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， 保險絲是否有能力分?jǐn)嘟o出的最大電流；
●認(rèn)識的誤區(qū)：保險絲的額定電壓必須跟電路電壓一致！
3． 環(huán)境溫度
●保險絲所處小環(huán)境溫度或已知的工作溫度， 對保險絲的動作是有影響的 z 環(huán)境溫度越高， 保險絲的工作時就越熱， 其壽命也就越短；
●不管是 UL 規(guī)格還是 IEC規(guī)格， 保險絲的各項指標(biāo)都是指在25 ℃ ，如小環(huán)境工作溫度較高，則要考慮保險絲的溫度折減率；
●例： 選用快熔斷保險絲在 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 的保險絲；
若選用UL 規(guī)格保險絲 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 的保險絲。
4． 電壓降／冷電阻——Ud／R
●一般情況下，保險絲的電阻值與它的額定電流值成反比；
●在保護(hù)電路中要求保險絲阻值越小越好，這樣它的損耗功率就小；因此在保險絲技術(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)品驗收依據(jù)；
●保險絲的電壓降：通以直流額定電流，使保險絲達(dá)到熱平衡后所得的讀數(shù)；
●保險絲的冷電阻：在小于額定電流10％的條件下測得的讀數(shù) z 保險絲的電壓降和冷電阻可以互相換算；
●小規(guī)格保險絲的電壓降對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無法輸出需要的工作電流。
5． 熔斷特性
●也稱作保險絲的時間－電流特性或I－T特性或安秒特性， 是保險絲最主要的電性能指標(biāo)，它表明了保險絲在不同過載電流負(fù)載下熔斷的時間范圍。 z 當(dāng)流經(jīng)保險絲的電流超過額定電流時， 熔體溫度逐漸上升，以至最后保險絲被燒斷，我們把這都?xì)w屬為一種過載狀態(tài)；
●保險絲需要有一定的過載能力：
UL規(guī)范保險絲的最大不熔斷電流是110％In； IEC規(guī)范保險絲的最大不熔斷電流是150％In或120％In z 保險絲也要求在超過限量的過載電流時能及時地?zé)龜啵?/p>
UL規(guī)范保險絲的最小熔斷電流在130％In 左右； IEC規(guī)范保險絲的最小熔斷電流在180％In 左右；
●根據(jù)熔斷特性不同，可以把保險絲分為快速型和延時型等：
●快速保險絲常用在阻性電路中，保護(hù)一些對電流變動特別敏感的元器件；
●延時保險絲常用在電路狀態(tài)變化時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)時浪涌脈沖的沖擊，而真正出現(xiàn)故障時仍能較快的斷開電路；
●每一條曲線代表了一個規(guī)格保險絲的熔斷特性，對應(yīng)每一個負(fù)載電流都能找到它的熔斷時間。
●不同類型保險絲具有不同形狀的特性曲線。
時間／電流特性曲線最好地描繪了保險絲的過載性能，供設(shè)計師選用保險絲規(guī)格時主要的參考。
時間－電流特性表
通常規(guī)定用曲線中的幾個關(guān)鍵點來考核保險絲的過載性能。是對保險絲進(jìn)行質(zhì)量評判或驗收時的主要依據(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絲最主要的安全指標(biāo)。它表明了在規(guī)定的電壓下， 保險絲能安全地切斷的最大電流。
●當(dāng)流經(jīng)保險絲的電流相當(dāng)大以至短路的時侯，仍要求保險絲能安全分?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， 保險絲有可能出現(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。
●保險絲的分?jǐn)嗄芰θQ于保險絲的結(jié)構(gòu)和所用的材質(zhì)， 一般來說低分?jǐn)嗄芰ΡｋU絲大部份都是玻璃殼體的， 高分?jǐn)嗄芰ΡｋU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絲被置于電源輸入部份時， 一定要使用高分?jǐn)嗄芰ΡｋU絲。
●在大部分二次電路中， 特別是電壓低于電源電壓時， 選用低分?jǐn)嗄芰ΡｋU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為熔斷時間 z 電路中出現(xiàn)浪涌時所釋放出來的能量值（Ir2t）。
●原則： 選用熔斷器時必須考慮 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)，許多因素都會影響熔斷器的熔斷時間，所以熔斷器在不同的分?jǐn)嚯娏骰蚍謹(jǐn)鄷r間會有不同的If2t，也就是說If2t并不是一個常數(shù)。
●能量／時間曲線最好地描繪了保險絲的熔化熱能變化情況，供設(shè)計師選用保險絲耐脈沖能力時主要的參考。
●耐脈沖沖擊次數(shù)
●當(dāng)If2t＞ Ir2t時，熔斷器應(yīng)能承受脈沖的沖擊，不會被熔斷但會受到一些損傷，從而略微降低它的If2t；
●通過計算和選擇 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
●保險絲的壽命是很長的，在無故障的情況下幾乎與設(shè)備的壽命是可以同步的。
●測試 IEC 規(guī)格的小型管狀保險絲壽命的方法：在直流電源條件下，以1．20 In（或1．05 In）電流導(dǎo)通一小時，斷開15分鐘，連續(xù)100個周期，最后再以1．5 In（或1．15 In） 電流導(dǎo)通一小時，期間不能有熔斷或其他異常現(xiàn)象。
●保險絲的儲存期，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，多層獨石，電阻式……
●其他：插片式，螺栓式，密封式，報警式……
●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）
