汽车线束保险丝选型及匹配研究
摘 要 简述汽车线束在设计过程中的设计流程，线束的线径选择需考虑的外界因素，及保险型号确认，通过系统的计算，选择适合的保险型号的创新研究。
关键词 汽车线束；保险丝；计算匹配
前言
汽车线束是汽车电路的网络主体，保险丝是保护汽车电路关键。通过准确的匹配计算，使线束设计系统化，标准化，避免保险系数过高，影响导线及用电器的使用寿命。
1 汽车线束与保险丝的基本设计流程
首先根据《电气设计任务书》要求的电气配置和技术要求绘制电气原理图，再根据各用电器功率确定保险容量及线径大小，同时对每个电气子系统进行载荷分配，确定总保险的容量[1]。
汽车线束导线线径：可以先算出用电设备的电流强度及导线截面积。需要考虑负载特性，线束工作环境温度及导线过长，如导线经多个插接件转接后连接到用电器的情况，需考虑端子电压降较大，可适当将线径放大。总之，不同形式的导线具有不同的允许电流和线路电压降。
保险丝选定首先计算负载电流，计算使用回路的负载电流。确认负载规格，确认负载波形的模式。选定保险丝种类，从负载电流值、通电模式计算出容量。
2 导线截面积
该确定汽车线束导线线径：
可以先算出用电设备的电流强度
（P—负载功率；Us—额定电压），接着就可以根据公式：
（I-电流，安培；P功率，瓦；A-导线截面积，平方毫米；ρ-铜导线电阻率，一般取值 0.0185.mm2/m；L-导线长度，米；UdL -导线允许的电压降，伏特），算出导线截面积[2]。 或按经验公式：
3 导线类型的选择
设计选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能。例如：发动机周围环境温度高，腐蚀性气体和液体也很多。
单位长度导线的发热功率： P=I?r
（I为通过导线的电流；为单位长度导线的电阻，?/cm。）
导线的传热微分方程为：
式中，R为单位长度导线的热阻，℃·cm/W；C为热容，J·cm/℃；T为导线的温度，℃。
由上可知温度对发热功率的传递函数：
利用上式进行拉氏反变换可以算出导线在长时间连续通电情况下的温升情况：
-=
式中，為导线的允许工作温度，为环境温度。令=，并对其积分计算得：-== =
这与标准JASO D609-2001结果一致。对于导线而言，其绝缘层的最大允许温度决定了导线承载电流的能力。
综上可以计算出在语序工作温度下能长时间过载的最大电流为：
-=
4 保险丝的性能和参数
额定电压是指保险丝断开后能承受的最大电压。保险丝接通时期两端所承受的电压远远小于其额定电压，在选用保险丝时一般均要求其额定电压要大于有效的电路电压。额定电流是保险丝能长期工作的最大电流。假设保护电流为Ir，应该选用保险丝的额定电流为In，则两者应满足以下条件：In=Ir/（fo*f1）
fo为对不同规范保险丝的折减率，对ICE规范的保险丝可以不加折减率，即fo=1，对UL规范的保险丝，折减率fo=0.75。f1为考虑温度后的折减率，环境温度越高，保险丝工作时就越热，寿命就越短。
例如：某电路额定电压为12V，正常工作电流为2A，如果采用高分子PPTC自恢复式保险丝要求符合UL规范的保险丝，要求该保险丝长期工作在90℃，则所选用的保险丝额定电流为： In=Ir/（fo*f1）=2/（0.75*0.4）=6.6A
所以推荐使用RF/WH16-700自恢复保险丝。
如果采用高分子PPTC自恢复式保险丝要求符合ICE规范的保险丝，要求该保险丝长期工作在90℃，则所选用的保险丝额定电流为： In=Ir/（fo*f1）=2/（1*0.4）=5A
所以推荐使用RF/WH16-500自恢复保险丝。
5 结束语
通过对线束线径计算与保险丝的选型，可以最大限度保证电路正常工作，从而保证用电器及汽车的使用年限。
参考文献
[1] Katsuhiko Ogata.现代控制工程[M].北京：电子工业出版社，2003：
221.
[2] 胡光辉.汽车电器设计构造与检修[M].北京：机械工业出版社，
2011：198.
作者简介
谭伟启（1988-），男，辽宁丹东人；毕业院校：沈阳理工大学，专业：自动化专业，学历：本科，现就职单位：辽宁曙光汽车集团股份有限公司，研究方向：电子电器线束总成设计相关内容。
王浩楠（1989-），男，辽宁丹东人；毕业院校：沈阳理工大学，专业：机械设计制造及自动化专业，学历：本科，现就职单位：辽宁曙光汽车集团股份有限公司，研究方向：车门内饰板结构设计及与电器件结构匹配相关内容。