直插電器盒并聯(lián)熔斷絲取電方案探討

王榮喜，王武軍

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

直插電器盒并聯(lián)熔斷絲取電方案探討

王榮喜，王武軍

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

針對(duì)直插電器盒并聯(lián)熔斷絲常規(guī)取電設(shè)計(jì)方案中存在的連接料帶導(dǎo)電能力不能滿(mǎn)足熔斷絲數(shù)量較多時(shí)的電流需求問(wèn)題，提出3種改進(jìn)方案：簡(jiǎn)單匯流條方案可用于并聯(lián)熔斷絲為片式熔斷絲的情況，匯流條使用過(guò)渡插座方案可根據(jù)不同類(lèi)型并聯(lián)熔斷絲的數(shù)量通過(guò)調(diào)整過(guò)渡插座數(shù)量滿(mǎn)足要求，匯流條使用音叉端子方案可根據(jù)不同類(lèi)型并聯(lián)熔斷絲的數(shù)量通過(guò)調(diào)整音叉端子數(shù)量滿(mǎn)足要求。

電器盒；匯流條；過(guò)渡插座；音叉端子

車(chē)用中央電器盒［1］是車(chē)輛重要的電器部件，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，中央電器盒可分為直插結(jié)構(gòu)電器盒、PCB結(jié)構(gòu)電器盒、匯流條結(jié)構(gòu)電器盒、布線結(jié)構(gòu)電器盒、電子集成結(jié)構(gòu)電器盒［2］。其中直插結(jié)構(gòu)電器盒由于成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一般在汽車(chē)上廣泛使用。直插電器盒在解決并聯(lián)熔斷絲的取電方式時(shí)，通常采用的方案是使用多聯(lián)端子。多聯(lián)端子方案在電流較大或并聯(lián)數(shù)量較多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由于連接料帶導(dǎo)電能力不足而影響電器性能的問(wèn)題。根據(jù)不同的使用情況，提出了3種解決并聯(lián)熔斷絲取電連接的設(shè)計(jì)方案。

1 當(dāng)前常用設(shè)計(jì)方案

1.1 原理分析

汽車(chē)用電器的取電方式一般為并聯(lián)取電，汽車(chē)原理分配設(shè)計(jì)時(shí)常將需要熔斷絲保護(hù)的用電器取電方式進(jìn)行合并設(shè)計(jì)［3］。常見(jiàn)的并聯(lián)熔斷絲原理示意如圖1所示。

1.2 多聯(lián)端子設(shè)計(jì)方案

多聯(lián)端子的設(shè)計(jì)方案是根據(jù)連接器端子的對(duì)插原理，將熔斷絲和電器盒聯(lián)接的電器盒端設(shè)計(jì)成多聯(lián)端子的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)熔斷絲的取電。多聯(lián)端子由對(duì)插端子、連接料帶、壓接尾部組成，如圖2所示。

圖1 并聯(lián)熔斷絲原理設(shè)計(jì)示意圖

壓接尾部的作用是通過(guò)壓接導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與電源的連接。連接料帶的作用是將連通的電源向各對(duì)插端子分配。對(duì)插端子的作用是和熔斷片對(duì)接，實(shí)現(xiàn)將電源分配的電流傳遞至熔斷絲。

1.3 多聯(lián)端子方案存在問(wèn)題分析

連接料帶的厚度和寬度由端子設(shè)計(jì)的工藝要求決定。對(duì)插端子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使材料的厚度一般設(shè)計(jì)在0.4 mm以下才能滿(mǎn)足沖壓工藝的要求。同時(shí)，高速?zèng)_壓模具的排樣方案限制了連接料帶的寬度。多聯(lián)端子方案要求連接料帶和壓接尾部要承受所有熔斷絲的電流之和，所以連接料帶和壓接尾部的導(dǎo)電能力常常制約對(duì)插端子數(shù)量的選擇。

圖2 多聯(lián)端子設(shè)計(jì)方案示意圖

一般初始原理設(shè)計(jì)中并聯(lián)熔斷絲的數(shù)量會(huì)遠(yuǎn)大于多聯(lián)端子中對(duì)插端子容許的數(shù)量。因此，采用多聯(lián)端子方案時(shí)只能通過(guò)調(diào)整原理分配或采用更多組多聯(lián)端子來(lái)滿(mǎn)足初始原理設(shè)計(jì)中對(duì)并聯(lián)熔斷絲數(shù)量的要求。這給原理設(shè)計(jì)和電器盒設(shè)計(jì)均造成了極大的不便。

2 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案

針對(duì)現(xiàn)有方案中存在的問(wèn)題，提出3種改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，解決了原方案中連接料帶導(dǎo)電能力不足的問(wèn)題，使電器盒設(shè)計(jì)時(shí)可使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足初始原理分配中并聯(lián)熔斷絲數(shù)量較多情況的設(shè)計(jì)要求。

2.1 簡(jiǎn)單匯流條設(shè)計(jì)方案

簡(jiǎn)單匯流條設(shè)計(jì)方案是在金屬板材上通過(guò)沖裁、彎曲、壓邊等工藝方法，沖壓出含有對(duì)插端子、連接料帶、取電板、自鎖孔的匯流條，直接安裝在電器盒中，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)熔斷絲取電的設(shè)計(jì)方案。如圖3所示。

簡(jiǎn)單匯流條方案通過(guò)取電板由螺栓和電源端的接頭連接，實(shí)現(xiàn)電源的輸入。通過(guò)自鎖孔與電器盒的塑料主體上設(shè)計(jì)的彈性結(jié)構(gòu)配合，實(shí)現(xiàn)與塑料主體的自鎖。

簡(jiǎn)單匯流條方案的沖壓工藝與多聯(lián)端子方案不同，該方案的料厚一般可設(shè)計(jì)為0.8 mm以上。連接料帶的寬度也不受高速?zèng)_壓模具的限制，可根據(jù)導(dǎo)電能力的需求設(shè)計(jì)寬度尺寸。由于連接料帶導(dǎo)電能力的大幅提高，該方案可滿(mǎn)足并聯(lián)熔斷絲數(shù)量較多的要求。

2.2 匯流條使用過(guò)渡插座方案

由于沖壓工藝的限制，匯流條設(shè)計(jì)方案的對(duì)插端子（圖3）一般很難設(shè)計(jì)成插座端子的形式，因此，簡(jiǎn)單匯流條設(shè)計(jì)方案一般適用于對(duì)插熔斷絲為插座端子的盒式熔斷絲的情況。對(duì)于使用廣泛的片式熔斷絲來(lái)說(shuō)，此方案則無(wú)法滿(mǎn)足要求。

圖3 簡(jiǎn)單匯流條設(shè)計(jì)方案示意圖

匯流條使用過(guò)渡插座方案是在簡(jiǎn)單匯流條方案的基礎(chǔ)上使用過(guò)渡插座預(yù)裝在簡(jiǎn)單匯流條方案的對(duì)插端子（插頭端子）上，使匯流條方案能滿(mǎn)足片式熔斷絲的使用要求（圖4）。過(guò)渡插座含有分別與匯流條的對(duì)插端子和片式熔斷絲的插頭結(jié)合的彈片結(jié)構(gòu)置于箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

圖4 匯流條使用過(guò)渡插座方案示意圖

2.3 匯流條使用音叉端子方案

在公端子頭部直接使用沖裁方法加工出能滿(mǎn)足對(duì)插端公端子對(duì)插結(jié)構(gòu)，使該公端子具有母端子功能，這樣的端子被稱(chēng)為音叉端子，如圖5a所示。匯流條使用音叉端子方案是將簡(jiǎn)單匯流條設(shè)計(jì)方案中的對(duì)插端子做成音叉端子的形式，如圖5b所示，使其具有插座端子的功能。

圖5 匯流條使用音叉端子方案示意圖

匯流條使用音叉端子方案使匯流條設(shè)計(jì)方案中的對(duì)插端子變?yōu)橐舨娑俗?，在不增加工藝難度的情況下，實(shí)現(xiàn)了片式熔斷絲并聯(lián)方案的取電，大大增加了匯流條方案的應(yīng)用范圍。沖裁形成的彈性結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的插座端子彈性結(jié)構(gòu)相比，夾緊力更難控制，一般在匯流條使用音叉端子方案中通過(guò)使用彈性和耐久性更好的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)彈性結(jié)構(gòu)要求的性能，因此，該方案的材料成本會(huì)有所升高。綜合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等因素，總成本與匯流條使用過(guò)渡插座方案的成本相當(dāng)。

2.4 優(yōu)缺點(diǎn)分析

為改進(jìn)多聯(lián)端子方案中連接料帶導(dǎo)電能力不足問(wèn)題提出的3種方案，解決了由于并聯(lián)熔斷絲數(shù)量較多造成的無(wú)法滿(mǎn)足導(dǎo)電能力問(wèn)題，工藝簡(jiǎn)單可行，成本有所降低，能基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。各設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案與原方案對(duì)比分析

3 結(jié)束語(yǔ)

1）簡(jiǎn)單匯流條方案生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，但只能滿(mǎn)足并聯(lián)熔斷絲為盒式熔斷絲的情況。

2）匯流條使用過(guò)渡插座方案可滿(mǎn)足并聯(lián)熔斷絲為片式熔斷絲的情況，并可根據(jù)熔斷絲的形式選擇是否采用過(guò)渡插座，應(yīng)用范圍廣泛，但由于使用了過(guò)渡插座，成本有所提高。

3）匯流條使用音叉端子方案可達(dá)到匯流條使用過(guò)渡插座方案的效果。由于音叉端子直接由簡(jiǎn)單匯流條方案的對(duì)插端子沖裁形成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于使用了彈性和耐久性更好的材料，因此總成本與匯流使用過(guò)渡插座方案相當(dāng)。

3種方案均能有效解決常規(guī)的并聯(lián)端子取電方案中連接料帶導(dǎo)電能力不足的問(wèn)題。

［1］ QC_T707—2004，車(chē)用中央電氣接線盒技術(shù)條件［S］.

［2］ 劉占鋒，樊新煥，劉團(tuán)結(jié)．車(chē)用中央電氣接線盒分類(lèi)及發(fā)展［J］．汽車(chē)電器，2009（ 6）：1-3．

［3］ 賈承前，宋海健，顧越，等．汽車(chē)電源分配的基本設(shè)計(jì)方法［J］．汽車(chē)電器，2012（ 3）：12-15．

（編輯 楊 景）

Discussion on Input Power Scheme of Fuse Box’s Parallel Fuse

WANG Rong-xi，WANG Wu-jun
（Henan THB Electric Co.，Ltd.，Hebi 458030，China）

When there are many fuses in the fuse box，conventional input power scheme of parallel fuse is insufficient.This article puts forward three methods：simple bus-bar scheme suitable for blade fuse；bus-bar with transition female terminal scheme suitable for blade fuse and cartridge fuse by changing the number of transition female terminal；bus-bar with tuning fork terminal scheme suitable for blade fuse and cartridge fuse by changing the number of tuning fork terminal.

fuse box；bus-bar；transition female terminal；tuning fork terminal

U463.62

A

1003-8639（2017）09-0043-03

2016-12-16

王榮喜（1962-），男，河南鶴壁人，高級(jí)工程師，主要從事汽車(chē)連接器、電器盒的開(kāi)發(fā)及管理；王武軍（1969-），男，河南偃師人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事汽車(chē)用連接器、電器盒開(kāi)發(fā)和推廣工作。