汽車(chē)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

逯新彪

摘 要：汽車(chē)電路的設(shè)計(jì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)中重要組成部分，汽車(chē)電路設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到汽車(chē)的性能及安全性，文章重點(diǎn)介紹了保險(xiǎn)絲、繼電器的設(shè)計(jì)，然后介紹了汽車(chē)的電源分配，最后詳細(xì)介紹了導(dǎo)線截面積的選取。

關(guān)鍵詞：保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì);繼電器設(shè)計(jì);導(dǎo)線選取

1 單元電路圖設(shè)計(jì)

在整車(chē)電路系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中，首先需要完成各個(gè)單元及電器元件的單元電路設(shè)計(jì)，各電器件工程師需根據(jù)要求制定出單元原理圖提交給電氣原理相應(yīng)的負(fù)責(zé)人，對(duì)相關(guān)的信息和參數(shù)逐步進(jìn)行分析、確認(rèn)、計(jì)算。

2 保險(xiǎn)絲的設(shè)計(jì)

2.1 保險(xiǎn)絲容量的確定

確定電路電流后，選用規(guī)格合適的保險(xiǎn)絲。在常溫（25℃）下選擇保險(xiǎn)絲容量的75%為電器負(fù)載的工作電流，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，保險(xiǎn)絲的載流能力會(huì)下降，可參考下列經(jīng)驗(yàn)公式，如：

If -保險(xiǎn)絲的額定電流;RR-溫度折減率;In -正常工作電流值。

其中In=P/Un ，可根據(jù)負(fù)載的功率和額定工作電壓計(jì)算出，再通過(guò)保險(xiǎn)絲的溫度折減率曲線得到該保險(xiǎn)絲工作環(huán)境溫度下的溫度折減率值。將In、RR代入公式即可得出的If值。

選擇現(xiàn)有規(guī)格里與If最相同或稍大的即為保險(xiǎn)絲額定電流值。

例如：保險(xiǎn)絲在90℃條件下工作，從下面的溫度折減率曲線圖中查得RR是95%。

若電器件工作電流為1.5A那么保險(xiǎn)絲的理想值為：

所以使用2A的保險(xiǎn)絲。

2.2 保險(xiǎn)絲類型的選定

保險(xiǎn)絲按熔斷特性不同，可以分成慢熔保險(xiǎn)絲和快熔保險(xiǎn)絲。快熔保險(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;慢熔保險(xiǎn)絲常用在電路狀態(tài)變化時(shí)有較大的浪涌電流的感性和容性電路中（如電子扇電路），它能承受開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)浪涌脈沖的沖擊，而真正出現(xiàn)故障時(shí)仍能較快地?cái)嚅_(kāi)電路。

3 繼電器的設(shè)計(jì)

繼電器在電器控制中起到小電流控制大電流的作用。一般轎車(chē)上常用的繼電器額定電壓為12V。①工作電壓范圍的選擇：工作電壓范圍9～15V;動(dòng)作電壓（吸合電壓）≤7.0V;釋放電壓（斷開(kāi)電壓）2.5V～4.8V。②電壽命的選擇：根據(jù)功能的差異電壽命的要求也不同，常動(dòng)作的繼電器（如閃光繼電器）其壽命≥5×105次，一般的繼電器壽命≥1×105次即可。③ 線圈額定電流的選擇：一般優(yōu)先選用帶并聯(lián)電阻型繼電器，額定電流≤170mA。④電流負(fù)載的選擇：根據(jù)用電設(shè)備的額定電流，選用相應(yīng)額定電流的繼電器，繼電器的額定電流取決于觸點(diǎn)的負(fù)載性能（觸點(diǎn)的材質(zhì)鍍層至關(guān)重要）。

4 電路負(fù)載的分配

在整車(chē)的電路系統(tǒng)中如何對(duì)這些用電器進(jìn)行電分配和地分配是一個(gè)重要問(wèn)題。

4.1 電源分配

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)是大多數(shù)電器系統(tǒng)的電源分配點(diǎn)，大多數(shù)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)有4種電源模式。

OFF：所有受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制的電路都切斷且方向盤(pán)被鎖定，只有在該位置才能取下鑰匙。ACC：給汽車(chē)的電器附件電路供電，它不給發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路、起動(dòng)機(jī)控制電路或點(diǎn)火系統(tǒng)供電。ON：正常的駕駛位置，給除起動(dòng)機(jī)外的所有受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制的電路供電。START：給起動(dòng)機(jī)控制電路供電，釋放后鑰匙將自動(dòng)回到ON檔，在此位置時(shí)ACC檔的負(fù)載斷電，以便有更足的電量用于啟動(dòng)。

常用的電源分配如下：

BAT（OFF）：室內(nèi)延時(shí)燈、防盜系統(tǒng)、行李箱燈、喇叭、小燈（位置燈）、診斷系統(tǒng)、各控制器的記憶電源、警報(bào)燈等。ACC：音響系統(tǒng)、點(diǎn)煙器、備用電源等。IGN（ON）：組合儀表、安全氣囊、倒車(chē)輔助、空調(diào)控制器、后除霜及各控制系統(tǒng)（ECU、ABS、ECS、胎壓等）的控制電源。

4.2 地分配

整車(chē)電器件采用就近共用搭鐵點(diǎn)的原則，但針對(duì)ECU、安全氣囊、ABS等影響整車(chē)安全性的電器件和音響、油位傳感器等對(duì)干擾較敏感的電器件的搭鐵，要求單獨(dú)搭鐵。大電流負(fù)載（電機(jī)等）和小電流負(fù)載（傳感器等）要求分開(kāi)搭鐵。搭鐵位置優(yōu)先選擇在各主要的梁上，避免搭鐵不良。一些電器件搭鐵的特殊要求，如發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的搭鐵要求在距離控制模塊200mm以內(nèi)，應(yīng)該優(yōu)先滿足。

5 導(dǎo)線選取

汽車(chē)導(dǎo)線一般選用德標(biāo)、日標(biāo)線，長(zhǎng)時(shí)間工作的電氣設(shè)備可選擇實(shí)際載流量60%的導(dǎo)線;短時(shí)間工作的用電設(shè)備可選用實(shí)際載流量60%-100%之間的導(dǎo)線。另外根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。導(dǎo)線的選擇可以通過(guò)以下三種方法選擇：

①在確定導(dǎo)線截面積時(shí)要考慮電壓降和使用導(dǎo)線的長(zhǎng)度，可以通過(guò)以下公式得到：

②導(dǎo)線截面積的選擇也可以根據(jù)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：

其中：I——導(dǎo)線中通過(guò)的電流;S——導(dǎo)線截面積。

也有用公式的，這是更安全的公式。

③當(dāng)選定保險(xiǎn)絲后，也可根據(jù)下表中的經(jīng)驗(yàn)值選取導(dǎo)線截面積：

參考文獻(xiàn)：

[1]李春明.汽車(chē)電器與電路[M].北京高等教育出版社，2013.

[2]凌永成，謝在玉.汽車(chē)電氣設(shè)備[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007.