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【实用文档】保险丝设计指南.pdf

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编制日期:2005.01.07 编者:王大丽版次:01 页次:- 1 -

奇瑞汽车有限公司

电子电器部设计指南

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编制日期:2005.01.07 编者:王大丽版次:01 页次:- 2 -

1、汽车保险丝的简要说明

1.1该电器元件的综述

汽车保险丝又称为汽车电器设备短路或过载保护的熔断器,即:将熔断器接于电路中,当电流超过规定值和规定的时间时,使电路断开的熔断式电器保护元件。熔断器中的熔片或熔丝用电阻率较高的易熔合金制成;或用截面积甚小的良导体制成。线路在正常工作情况下,熔断器中的熔丝或熔片不应熔断,一旦发生短路或严重过载时,熔断器中的熔丝或熔片应立即熔断起保护电路和电器设备之用。作为电路保护元件,概括起来保险丝主要有如下几种类型:

(1)片式保险丝(包括自动保险丝和迷你保险丝):

由两个片形插头式输入输出端子与一个熔丝组成的电导体件和一个绝缘体件所构成;

(2)插入式保险丝

由两个片形插座式输入输出端子与一个熔丝组成的电导体件和一个组合的绝缘体件所构成;

(3)旋紧式保险丝

由两个片型插头式的适合螺钉连接的输入输出端子与一个熔丝组成的电导体件和一个组合的绝缘体件所构成;

(4)管式保险丝

(5)平板式保险丝

平时我们所说的慢熔保险丝(延时保险丝)(Slow Blow Fuse)的种类有插入式、旋紧式和平板式的;快熔保险丝(片式保险丝)的种类有自动保险丝(Autofuse)和迷你保险丝(Minifuse)。在整车电路设计的过程有关保险丝容量的确定需要根据整车各电器系统负荷大小及电气性能特点,保险丝种类的确定需要根据各电器系统的电气特性及中央电器盒的设计等综合考虑。

1.2适用范围

本设计指南制订了汽车保险丝的一般设计思路、选用的方式方法、在应用过程中需确认的性能要求和需检测的电气参数及在使用过程中应该注意的问题。

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我公司现有车(A11、S11、B11、T11)上所用的保险丝的种类如下图。

)minifuse)

2、设计构想

2.1设计原则

在整车电路设计过程中应最大限度的继承现生产或已确定性能可靠厂家的保险丝,再根据整车中央电器盒的开发状态和某系统控制电路设计中的电气参数的要求及保险丝所装配环境条件等选用相应保险丝容量及类型,这样可以降低产品开发成本、缩短开发周期、保证产品质量等,同时也便于各种规格保险丝的管理及售后服务市场。

在设计整车电路的过程中,应根据电器负载的额定电流及保险丝容量确定的经验公式计算出整车各电器系统线路上所需保险丝的容量,随后根据各电器负载的电器特性选择保险丝的类型(慢熔式的还是快熔式的保险丝),再根据中央电器盒的结构特点选择保险丝的种类。例如:S12的冷却风扇保险丝的确定:风扇电机的工作功率为160W,根据保险丝确定的经验公式计算出所需容量为30A的保险丝,再由风扇电机的特性选择慢熔保险丝比较合理,最后根据中央电器盒的结构特点确定此慢熔保险丝的种类。

一般情况下,在常温(25℃)下选择保险丝容量的70%为电器负载的工作电流,当环境温度生高时,保险丝的载流能力会下降,下面有经验公式可以在确定保险丝容量时作为参考:

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备注:有关该计算公式的详细说明见《整车电路设计规范》中的有关保险丝的确定。

保险丝在电路中的位置,要想使保险丝在电路中充分发挥其电路的保护作用,设计电路时应该注意保险丝在电路中的位置,具体如下图解释:

如电路图①所示在A、B处发生短路时,此保险丝能起到保护电路和开关的作用;

如电路图②所示在A处发生短路时开关会烧坏,而保险丝不能在短时间内熔断。如在B 处发生短路此保险丝能起到保护电路的作用;

如电路图③所示在A处发生短路时开关会烧坏,而保险丝不会熔断,即:此路的保险丝起不到电路及电器元件的保护作用。

所以保险丝在电路中的位置设计比较合理的是电路图①。

备注:对与继电器和保险丝集成在一个电器盒的情况,保险丝接法如图①或图②的关系不大(因在同一电器盒内发生短路的可能性不大),反之最合理的接法参考图①。

2.1.1保险丝的功能要求

当电路上的电流超过该路上的保险丝额定容量和规定的时间时,该保险丝应立即熔爆,

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起到保护电路和电器元件的目的。

2.1.2顾客的要求

保险丝对整车电路及电器元件的保护作用是尤其重要的,所以保险丝工作的可靠性是顾客的基本要求,同时要求保险丝的价格低、质量可靠、维修性好(当某电器系统出现故障时可以方便将该路的保险丝查找到并进行更换)、售后市场的能方便的买到该类型的保险丝等

2.1.3性能要求

2.1.

3.1.保险丝内部熔断丝的性能要求

熔丝的额定电压: 12V~32V;

熔丝材料:一般有铅锡合金、铜或银;

熔丝的额定电流(A):不同种类的保险丝其值也不同,

(1)片式保险丝:1、2、3、4、5、7.5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80;

(2)插入式保险丝:20、30、40、50、60、70、80;

(3)旋紧式保险丝:50、60、70、80、100、120;

(4)平板式保险丝:30、40、50、60、70、80;

(5)管式保险丝:2、3、5、7.5、10、15、20、25、30。

(备注:现有车很少用到管式保险丝)

2.1.

3.2.保险丝的电压降

在规定条件下(额定电压),通以额定电流,经过规定的时间后,在保险丝的输入输出端子上测得的电压。该电压降由于保险丝的类型不同,此值有所不同,一般规定常用的片式保险丝的电压降不大于200mV,插入式和旋紧式保险丝的电压降不大于250mV,具体值参考标准:QC/T 420-2004中的5.1条款规定。

2.1.

3.3.保险丝的熔断特性

表明保险丝的熔断时间与熔断电流之间的关系。此特性根据保险丝的类型不同,此值也有所不同,一般规定在常用的保险丝做实验验证其可靠性时通过的熔断电流分别为额定电流的1.1、1.35、2、3.5、6倍,测其熔断的时间,具体规定的时间值参考标准QC/T 420-2004中的5.1.1、5.1.2、5.1.3、5.1.5条款规定。

2.1.

3.

4.保险丝绝缘体的性能要求

绝缘体:是容纳保险丝的电导体件的不导电承载体,它还具有保护熔断丝不受机械损伤的作用。要求此绝缘体在保险丝通以实验电流在规定的时间内不会因为温度过高而熔化变形导

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致电导体扭断或绝缘体本身出现燃烧及输入输出端子和绝缘体之间的结合松动或失效等,起不到应有的功能。如:S11原中央电器盒内的保险丝(国产保险丝)就出现正常工作一段时间,其绝缘体发生熔化变形,导致熔丝扭断,非过流而熔断的现象。

绝缘体的颜色根据保险丝的额定电流及种类的不同而不同的,如常用的保险丝:

(1)常用的片式保险丝:1A(黑色)、2A(灰色)、3A(紫色)、4A(玫瑰色)、5A(浅棕色(棕黄)色)、7.5A(褐色)、10A(红色)、15A(浅蓝色)、20A(黄色)、25A(无色)、30A(浅绿色);

(2)常用的插入式保险丝:20A(浅蓝色)、30A(浅红色)、40A(绿色)、60A(黄色)。2.1.3.5.保险丝的温升性能

在额定电流下,保险丝的输入输出端子上的温度及保险丝熔断后输入输出端子上的温度片式保险丝在额定电流下的温度及断开时的温度不得超过标准QC/T 420-2004附录A中规定的温度;插入式和旋紧式保险丝的温升应符合下列规定:额定电流小于70A时,最大50℃,额定电流大于70A时,最大70℃,具体参数参照标准QC/T 420-2004中的5.2.4和5.2.5条规定。

2.1.

3.6.保险丝的电流周期耐久性

规定在室温条件下,片式保险丝的电流周期耐久性是250000次,即:在70%额定电流下循环250000次满足熔断特性,每个循环包括10秒开、10秒关的间断电流;插入式和旋紧式保险丝的电流周期耐久性是50000次,实验条件同上,实验后满足熔断特性要求。

2.1.

3.6.输入输出端子强度

(1)、片式保险丝的绝缘体与输入输出端子,相互连接应可靠。在受力状态下尺寸的变化应满足与插座端子接触良好;

(2)、插入式保险丝的输入输出端子应能承受插入的作用力(≥60N)而不损坏。

2.1.4法规要求

汽车保险丝属于电路保护元器件,不是法规件,但可能因保险丝的质量问题(线路发生短路时,起线路保护作用的保险丝没有断路保护引起整车线路的烧蚀、电器件的损坏等)给用户造成严重损失这样就有可能引起用户的投诉甚至是法律纠纷,使车子的品牌形象受到影响等。所以对保险丝质量要求越来越高,我们对此也要引起足够的重视。

2.2 保险丝开发准备及各参数的确认

2.2.1.保险丝的EBOM数据

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序号零件号零件名称规格颜色备注

1. A11-3722025 5A片式保险丝5A 浅棕(棕黄)色 Autofuse型

2. A11-3722025BB 5A片式保险丝5A 棕黄色MINIfuse型

3. A11-3722021 7.5A片式保险丝7.5A 棕色(褐色) Autofuse型

4. A11-3722021BB 7.5A片式保险丝7.5A 棕色(褐色)MINIfuse型

5. A11-3722011 10A片式保险丝 10A 红色Autofuse型

6. A11-3722011BB 10A片式保险丝 10A 红色MINIfuse型

7. A11-3722013 15A片式保险丝 15A 浅蓝色Autofuse型

8. A11-3722013BB 15A片式保险丝 15A 浅蓝色MINIfuse型

9. A11-3722015 20A插片式保险丝20A 黄色Autofuse型

10. A11-3722015BB 20A插片式保险丝20A 黄色MINIfuse型

11. A11-3722015BC 20A插入式保险丝20A 浅蓝色Slow Blow Fuse慢熔型(JT型)

12. A11-3722019 25A插片式保险丝25A 无色Autofuse型

13. A11-3722019BB 25A插片式保险丝25A 无色MINIfuse型

14. A11-3722017 30A片式保险丝30A浅绿色Autofuse型

15. A11-3722017BB 30A片式保险丝 30A 浅绿色MINIfuse型

16. A11-3722017BC 30A插入式保险丝30A 粉红色Slow Blow Fuse慢熔型(JT型)

17. A11-3722023 40A片式保险丝40A桔黄色普通型

18. A11-3722023BB 40A插入式保险丝40A深绿色Slow Blow Fuse慢熔型(JT型)

19. A21-3722023 40A平板式保险丝40A金属色慢熔型

20. A11-3722027 50A片式保险丝 50A 红色普通型

21. A11-3722027BB 50A插入式保险丝50A 红色Slow Blow Fuse慢熔型(JT型)

22. A11-3722029 60A插入式保险丝60A 黄色Slow Blow Fuse慢熔型(AS型)

23. A11-3722029BB 60A旋紧式保险丝60A 黄色Slow Blow Fuse慢熔型(BT型)

24. A21-3722029 60A平板式保险丝60A金属色慢熔型

25. □XX-3722031 80A插入式保险丝80A 黑色慢熔型

26. A21-3722031 80A平板式保险丝80A金属色慢熔型

27. □XX -3722033 100A插入式保险丝100A 蓝色慢熔型

29 A11-3722035 120A旋紧式保险丝120A 白色Slow Blow Fuse慢熔型(BT型)

30 A21-3722035 120A平板式保险丝120A 金属色慢熔型

编制日期:2005.01.07 编者:王大丽版次:01 页次:- 8 - 对于同一种车型上,如有相同容量不同种类的保险丝,可以在该类保险丝编号的尾部加两个字母来区别,即:相同容量不同种类的保险丝编号根据奇瑞零件的编号规则通过在尾部加后缀给予区分。

说明:从此设计指南生效之日起入BOM系统的保险丝零件号的编号以此设计指南中有关保险丝编号原则执行,如有更改需具体的更改文件执行。

2.2.2.根据整车电路设计过程中确定的保险丝规格分别与采购、质保及线束供应商共同确定

保险丝的供应商。(一般建议采用太平洋保险丝或经过质量可靠性验证的其他厂家的保险丝)

2.2.

3.根据保险丝的装配工艺及保险丝的管理与采购部确定保险丝的采购方式,如直接采购

需由由采购部与保险丝厂家签定价格协议和产品试制协议;如总成供货(即随线束一起供货)需由由采购部与线束厂家签定价格协议和产品试制协议。

2.2.4.技术部门跟保险丝厂家或线束厂家签定技术协议,并与保险丝的厂家确认保险丝参数

范围的选取及保险丝开发过程必须执行的各种标准和保险丝性能的实验要求。

2.2.5.保险丝样件的确认及参数的测试比较,符合所确定的性能要求。

2.2.6.保险丝外观尺寸的装配调整,保险丝样件在整车中央电器盒内的安装接触是否良好、

插拔强度是否满足要求等。

2.3环境条件

2.3.1保险丝的安装条件

保险丝的安装方式一般有插入式、旋紧式等,汽车中最常用的是插入式,将保险丝插入保险丝座后应能接触良好,在车子行驶过程中不能出现松动等现象。

2.3.2.保险丝的使用环境

为了保证可靠地工作,应能满足如下的环境要求:耐温、耐交变湿热、耐化学腐蚀及振动等条件。

3、保险丝的测试规范

保险丝在批量采用前必须进行足够的实验验证,确保性能及可靠性的要求。

3.1测试内容

3.1.1.机械物理参数测试

为了保证保险丝的综合性能,应对保险丝的安装尺寸、化学稳定性、耐温性、输入输出端子强度及端子引脚的插拔力等参数进行实验测试。

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保险丝的电导体部件应无锈蚀,绝缘体部件应能耐温不熔化变形或燃烧且与输入输出端子之间结合良好不松动,标志应完整、正确、清晰,外形结构和尺寸应符合归档图纸规定。

3.1.2.电气参数测试

保证保险丝在规定使用条件下,可靠正常地工作,达到电路及电器元件保护的要求,电气参数包括有:电压降、熔断特性、工作中的温升、电流周期耐久性、瞬时电流耐久性、断流容量等参数。

3.2测试方法、标准

3.2.1.尺寸测试

按照确认的图纸进行检测;

3.2.2.台架测试

保险丝的性能参数测试,参照标准QC/T420-2004执行,如有特殊要求的请参考技术协议及相关的要求数据。

3.2.3.路试测试

根据整车路试试验规范执行,检测保险丝的综合性能。

4.一般注意事项

4.1.不宜盲目加大保险丝:

保险丝熔断后,应首先检查出短路部位,确认烧断原因,故障排除后再更换同规格的新保险丝。切不可随意改变或加大保险丝,更不可盲目改用金属丝短接替代。

当代汽车电器各支路的电流都有较严格的限流要求,在不增加负荷的情况下,如果盲目加大保险丝,增大限流值,一旦出现故障,熔断丝不能及时熔断,起不到应有的保护作用,易造成不该有的意外损失,甚至发生火灾。

5.图纸要求

5.1图纸主要内容和形式

图纸内容包括保险丝的各视图,其中包括各引脚的具体尺寸;形式有三维和二维。

5.2图纸尺寸和公差要求

按GB/T14486-93、GB1840-79

备注:有关尺寸如有特殊要求时,由供需双方协商决定。

5.3其它要求

编制日期:2005.01.07 编者:王大丽 版次:01

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a.图纸幅面要求符合标准图幅;

b.图样名称、图样代号符合确定清单;

c.字体大小按标准图幅默认设置;

d.在视图上要标明保险丝的型号、额定电压、额定电流;

e.图纸中的技术要求的内容应包括(1)、电气特性:额定电压、额定电流、电压降和熔断特性等参数;(2)、材料:绝缘体、熔断丝、输入输出端子等的材料。

附录1、保险丝的KNOW-HOW

产品

问题描述

出现问题的原因

具体的解决措施

关联件 车型 更改时间

解决人

1、保险丝座的材料耐温性不满足要求 更改保险丝座材料 线束上的保险丝端

子和中央电器盒 S11 2003.9.12 王大丽

2、保险丝的座和保险丝插片接触不牢,导致接触电阻过大发热

改善接触的可靠性 保险丝座 S11 2003.8.13 王大丽 3、保险丝的整体质量不满足保险丝标准要求

通过做试验更改保险丝的材料

中央电器盒 A11 2002.6.18 王大丽

4、保险丝绝缘体的材料耐温性不合要求,

长时间工作后绝缘体严重变形导致保险丝被扭断

将国产保险丝改为进口太平洋保险丝

中央电器盒 S11 2003.10.15 王大丽

5、中央电器盒内部的保险丝插片端子的导电性能不佳,导致发热严重保险丝受热变形扭断

更改插片端子的材料中央电器盒 S11 2003.10.16 线束厂家1、保险丝常爆

6、选择保险丝的容量过小,因保险丝长时间过载导致保险丝爆

根据负载需要选择容量大的保险丝

中央电器盒 S12 2003.10.16 王大丽

1、保险丝的线路磨损短路,电流突然增大,导致保险丝爆

查找线路找出磨损处

包扎好

中央电器盒和线束 S11 2003.10.16 王大丽

保险丝

2、保险丝突然间易爆 2、由于发电机出现故障导致电压瞬间升

高。导致电流增大保险丝爆

解决电源问题

保险丝盒 A11 2002.5.23 王大丽

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