线束设计工程师分享：整车电源分配与保险选型策略

顾老总

      1电源分配策略

　　整车电源分配和接地分配是整车电路设计中的核心部分。

　　电源分配是整车电路设计的一个重要组成部分，合理的电源分配关系到电器盒设计，整车原理设计以及线束二维图纸设计的正确性。项目前期，应该确定整车电源分配，并在后期不能有较大范围的改动，否则将影响到整个线束系统的设计。

　　电源分配流程

电源模式

　　一般根据钥匙孔开关的位置来确定整车用电类别，汽车上电源可以分为常电，IG电，ACC电，其中Start挡位只为启动用电，故不单独进行分析。

　　1 常电。常电表示蓄电池和发电机输出直接供电，即使点火开关在OFF档时，也有电量供应。一般来讲模块的记忆电源及需要在车子熄火后依旧能使用的负载需要接常电，比如各控制模块的记忆电源、防盗控制器、室内灯、小灯、双闪灯、喇叭、故障诊断系统、中控锁、制动灯、电动天窗等。

　　2 ACC电。当点火开关拧至ACC档时通电，当点火开关在Start档时，断开。不发动车可以给车内部分电器供电。取ACC的电源主要是一些娱乐，电动便捷系统，比如点烟器、备用电源、影音娱乐系统、空调系统、电动后视镜等。

　　3 IG电。当点火开关拧至ON档时通电。除了常电和ACC电外的负载用电均使用IG电。但是随着汽车用电设备越来越多，挂在IG挡位上的负载越来越多，受点火开关触点的载流能力的影响，过多的负载会超出其载流能力，使触点烧蚀。故又将点火开关IG电，再分配出一个IG2挡位。这个IG2挡位下，在启动的瞬间电源也会断掉。这些设备一般包括空调系统、电动座椅、座椅加热、除霜系统等。

需要说明的是，对于Start挡位启动瞬间断掉ACC和IG2的电源，主要是为了保证起动机的启动电流。故电源模式的分配其实也要结合整体进行分析考虑，比如如果蓄电池的容量足够大，完全可以将电动座椅，空调鼓风机系统放置在常电电源下，可以为驾驶提供更大的便利性。另外随着纯电动汽车的兴起发展，已经去除了起动机这个零部件，驱动电机的启动是通过高压部分进行，这样理论上来讲，ACC和IG2的挡位特点已经弱化了。有些纯电动车车型已经把ACC挡位并到IG档。

　　2 保险选型策略

　　汽车熔断器也叫做保险丝。保险丝的主要作用是保护导线，可以同时提供短路保护和低过载（135%）保护。目的是在电路短路时，在导线冒烟着火时能够及时的熔断，以便对电路进行切断，防止电线燃烧，引起整车自燃。因此，有必要在每一个用电回路设置保险丝（熔断器）进行线路保护。

　　导线的自然现象见下图：

保险只能保护保险之后的导线，故保险尽量设置在靠近电源的位置。倘若距离太远的话，考虑设置上一级保险。

　　保险丝的位置设置

　　对于大电流的保护应该从蓄电池开始，如下图。

      对于中低电流的保护从电器盒端开始，如下图。

保险的分级设置：给功能件进行分类

　　C-指操纵汽车，汽车运行安全必不可少的功能

　　B-重要功能，但是不影响操作汽车，不影响汽车使用安全的功能

　　C-其他给汽车使用带来方便的功能

　　C类单独设置保险，B类根据实际使用可进行保险的合并，C类允许进行保险的共用

　　保险合并基于以下几个方面考虑

　　•功能件在整车的的安装位置

　　•功能件之间是否有使用功能之间的联系

　　•功能件的电源/通信信号是否一致

　　•负载的类型，电感行的还是电阻行的

　　•负载电流的大小

　　保险分配原则

　　1 发动机ECU、ABS等对于整车性能及安全影响大及其他易受其他用电设备干扰的电器件必须单设熔断器

　　2 发动机传感器、各类报警信号灯和外部照明灯，喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大，但该类电负荷对相互之间的干扰并不敏感。因此，这类电器件可以根据实际情况相互组合，共同使用一个熔断器。

　　3 对于为了增加舒适性而设置的普通电器件类的负载，可以根据实际情况，相互组合，共同使用一个熔断器

　　4 熔断器分为快熔和慢熔。慢熔保险主要用在感性负载的电路中，如电机电路。

　　5 电阻型的负载和电感型的负载尽量避开使用同一个熔断器

　　6 脏电流（感性和电容负载、PWM波形负载，大电流负载等）、大电流用电器使用单独的保险，如鼓风机、风扇、车窗、除霜等

　　7 高低电流回路（电流差5A以上）不共用一个保险

　　保险丝的类别的确定：根据负载的特性确定保险的类别。一般来讲电机，阀等电感类负载使用慢熔保险，电阻型的负载使用快熔保险。也可以根据具体的负载电流特性进行选择，比如熔断时间超过负载的峰值电流时间，则可以选择快熔保险丝，若不能满足则需选择慢熔保险丝。

　　保险容量的确定

　　公式1：I保险丝=I工作/（0.75*K）

　　在常温（25°C）下选择保险丝额定电流的75%为工作单位，当环境温度升高时，保险丝的载流能力会下降，温度下降系数为0.15%/°C

　　其中：K=1-（T-25°C）*0.15%/°C，即温度系数；I保险丝为保险丝的额定电流，即保险丝的容量；I工作为负载工作的实际电流；T为负载工作的环境温度。

　　说明：公式中的温度系数K可以根据不同类型的保险丝温度性能曲线来确定。

　　公式2：保险丝的额定容量=电路最大工作电流/80%

　　公式3：保险丝容量（F）≥负载工作电流/（负载特性*峰值电流时间*负载装配区域*保险丝匹配区域）

　　负载特性包括连续负载和间断负载，连续负载是指工作时间在10s以上的用电设备，系数取0.8，间隙负载是指工作时间在10s以下的用电设备，系数取1.1。

　　峰值电流时间：如出现峰值电流的时间小于0.2s的为1.0，如果时间大于大于0.3s的为0.7.（说明，结合现在电器件的设计水平，暂定出现峰值电流时间大于0.3s）

　　负载装配区域，如布置在室内则系数为1.0，如布置在发动机舱则系数为0.9

　　保险丝的安装区域，如保险丝单独连接则系数为1.0，如安装在保险丝盒内则系数为0.9

　　例如：喇叭保险丝，工作电流是8A，则保险丝的容量≥8A/（1.1*0.7*0.9*0.9）=13A，故保险丝取15A保险。

　　在电路设计过程中有关保险丝的选择可以结合上面的经验公式来选定。

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受教了，谢谢