保險絲容量的計算其實就是額定工作電流的計算,但如果負載含沖擊電流,還需進行沖擊電流的計算,初步確定容量后,對沖擊電流進行保險絲的壽命校核,直至最終確定其容量。
大致的選取可分為:
a. 保險絲容量>用電器工作電流或電機堵轉電流(一般<保險絲容量70%)
b. 導線容量>保險絲容量\用電器(一般<導線等級溫度時的容量85%)
c. 開關容量>保險絲容量\用電器(一般<開關容量85%)
d. 繼電器容量>保險絲容量\用電器(一般<繼電器容量85%)
e. 接插件端子>保險絲容量\用電器(一般<端子容量85%)
線徑計算首先是額定電流的計算,需要考慮負載特性、線束的環(huán)境溫度、同一分支線束中電源回路的數量。對于受保險絲保護的回路,需進行匹配計算以確保導線開始發(fā)煙的時間大于保險絲的熔斷時間。最后對短路電流進行校核,確保故障發(fā)生時短路電流足以使保險絲及時熔斷。
保險絲的選擇
在電氣回路中,保險絲主要的功能是保護導線,如果在有電流通過的情況下,它會在一段時間內達到它的熔斷溫度并中斷回路。
保險絲熔斷的時間是和它自身的溫度升高相關聯的,這取決于額定電流/額定功率(I/IF)的比值:這個值越大,保險絲熔斷的速度就越快。
保險絲的特性是由兩條曲線組成的,并且有相關標準(DIN,ISO,JASO)

下面我們來舉例說明這根曲線是如何表示的:


對于30A電流,這個保險絲將會在0.15s 到5s內熔斷。
對于90A電流,這個保險絲將會在0.02s 到0.10s內熔斷。
根據熔斷時間的快慢可分為快熔保險絲和慢熔保險絲。
導線類型的選擇
線束設計選用導線類型重點考慮線束所處的環(huán)境和功能。例如:發(fā)動機周圍環(huán)境溫度高,腐蝕性氣體和液體也很多。因此,一定要使用耐高溫、耐油、耐振動、耐摩擦導線;行李廂蓋上的導線要在低溫下保持其彈性,所以要選用冷彈性導線保證其正常工作;自動變速器上的導線一定要耐高溫、耐液壓油,其溫度穩(wěn)定性要好;弱信號傳感器要用屏蔽導線,例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等;門內線耐彎曲性要求高等。
汽車環(huán)境溫度對于導線的選取有著至關重要的作用,在車輛上的每一個區(qū)域都有它自己的環(huán)境溫度,通常對于座艙區(qū)域采用85°C,而在發(fā)動機艙采用105°C。但是每一個汽車制造廠商都有自己的環(huán)境溫度標準。
汽車線束常用的導線通常使用多股絞合銅導線,絕緣皮為PVC絕緣材料。線束用導線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。
汽車線束常用的導線種類有日標(AVSS等)、國標(QVR)、德標(FLRY)、美標等幾大系列。AVSS(AVS)導線的特點是薄皮絕緣,柔韌性較好;QVR的特點是絕緣皮厚,比較柔軟,延展性好;德標導線絕緣皮更薄,柔韌性好;美標導線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體,還有經過輻照工藝加工的??筛鶕脩舻男枨蠛筒煌墓ぷ鳝h(huán)境選取適當類型的導線。
線徑的計算
在確定了保險絲的容量后就可以進行線徑的計算和選擇,先根據線束的環(huán)境溫度確定導線的材質再計算所需的線徑。一般分為無保險絲保護和有保險絲保護兩種情況。無保險絲保護的回路一般是信號連線等非電源供給回路,在設計時需要考慮額定工作電流、因線路阻抗產生的壓降、脈沖電流的溫升情況。
有保險絲保護的線路中,除了需進行上述的計算以外,還需要進行線束與保險絲的匹配校核和短路電流的校核,做法如下。
一般的做法是根據導線發(fā)煙特性曲線,再做出保險絲的熔斷特性曲線,如橫坐標為電流,縱坐標為時間,則導線的發(fā)煙特性曲線應位于保險絲的熔斷特性曲線上方并且無交叉,即導線在任意發(fā)煙電流下的發(fā)煙時間需大于保險絲的熔斷時間。
實際上對于普通車用低壓保險絲和線束而言,要滿足上述條件只需確保導線不發(fā)煙的最大電流大于保險絲的最低熔斷電流即可。
保險絲的最低熔斷電流一般按保險絲額定電流的135%來計算。
對于短路電流的校核,根據導線的長度計算導線的阻抗,再加上節(jié)點的阻抗即為回路總阻抗,再由此計算短路電流。為確保保險絲在短路情況下可以完全斷開,一般短路電流的值應大于保險絲額定電流的350%,低于此值需做試驗驗證或重新選取導線。