整车电路系统引起汽车自燃原因分析及验证方法

整车电路系统引起汽车自燃原因分析及验证方法朱礼铭，陆云峰奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心，安徽芜湖241009摘要分析整车电路系统引起汽车自燃的原因，同时通过对整车电路系统引起烧车的两种主要原因过载与短路现象的分析，进行整车电路系统设计验证，用模拟过载及短路保护测试的方法，验证系统设计的匹配性、合理性从而有效地预防汽车自燃现象的发生。关键词整车电路系统；汽车自燃；短路；热损坏中图分类号U46235文献标识码B文章编号10O38639201012003504CAUSEANALYSISANDPROOFTECHNIQUEOFSELFCOMBUSTIONCAUSEDBYVEHICLECIRCUITSYSTEMZHULIMING，LUYUNFENGTECHCENTEROFCHERYAUTOMOBILECO，LTD，WUHU241009，CHINAABSTRACTTHECAUSESOFSELFCOMBUSTIONCAUSEDBYVEHICLECIRCUITSYSTEMAREANALYZEDTHROUGHTHEANALYSISOFTWOMAINCAUSESOVERLOADANDSHORTCIRCUIT，THEMATCHINGANDRATIONALITYOFTHESYSTEMDESIGNALETESTEDANDVERIFIEDBYOVERLOADSIMULATIONANDSHORTCIRCUITPROTECTIONTESTINORDERTOPREVENTSELFCOMBUSTIONKEYWORDSVEHICLECIRCUITSYSTEM；SELFCOMBUSTION；SHORTCIRCUIT；THERMALDAMAGE随着微电子和通信技术的飞速发展，车载电器设备数量也越来越多，因而对整车电路系统的性能、可靠性的要求也就更高。整车电路系统的作用是给车内所有电器负载提供充分的电流、电压，因为大多数负载都有最佳的SIX作电压范围，并且要求负载在恶劣的环境下使用时保持平稳。线路中线径尺寸大小、长短必须在允许的设计值内，同时控制电压损耗。其次整车电子电气系统应具备自我保护功能，即在系统中任何位置，一旦出现短路，线路中必须有电流限流保护装置去保护导线和其他负载，因为由于线路短路电流过大，容易导致线路热损坏，严重时会出现线路烧蚀、车辆自燃现象。所以对整车电路系统的测试研究工作在对新车型开发的系统功能设计验证上尤为重要。整车电路系统测试是用于验证新车型的电气系统电源分配的设计而开展的测试验证工作同时也为了预防或解决车辆自燃现象的发生。是通过实车或整车电气台架直接测量实际工作状态，从而分析验证电路系统设计的合理性、可靠性以及完整性。整车电路系统测试主要研究目的预防汽车电路出现短路、熔融、烧车现象的产生；验证负载、电器盒、导线三者之间的匹配性验证电源分配设计合理性；验证整车回路保护的有效性；进一步优化整车电路系统等。修改稿收稿日期。20100722不读书的人。思想就会停止1汽车自燃原因分析11整车电路系统导致烧车的主要原因整车电路系统故障引起汽车自燃的原因多种多样，如用户使用不当、车辆改装、加装电器、线路老化、电器故障等，都有可能导致车辆自燃、起火现象的发生。但总的来说，可以归结为2类。111过载0VERLOAD现象引起烧车过载就是负荷过大如电机被异物卡住，超过了电路本身的额定负载产生的现象是电流过大，用电设备及电路发热。线路长期过载会降低线路绝缘性能，甚至烧毁设备或线路。11_2短路SHORTCIRCUIT现象引起烧车短路就是电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路形成短路现象，如图1所示。短路电流是指不接用电器时的电流。相当于直接用导线把电池的正负极相连接时的电流。短图1短路现象路是一种严重且应该尽可能避免的电路故障它会导致电路因电流过大而烧毁，严重时会发生火灾。值得注意的是，导线因自身故障于火灾前形成的短路称为一次短路，大多数汽车电气火灾就是由汽车电器2O1O年第12期直流稳压电源图5过载试验测试原理图215实例中应用整车电路图中经常会遇到如图6所示的案例，如果过载或短路位置发生在熔断丝2后面，系统要求熔断丝2必须断开，同时熔断丝1保持接通且不被损坏。这种条件下需要这路熔断丝熔化热量最小，熔断丝1必须要比熔断丝2的总消耗热量大，这样才能使供电端熔断丝1熔化之前负载端的熔断丝先断开。那么，怎样验证在这种电路中发生过载现象时，确保保护装置能够有效地保护支路上的导线呢图6过载保护测试实例上述实例中为20A熔断丝1下连接7个负载当开关接通，所有的负载都同时工作。如果过载试验在这种情况下进行。需要先计算所有负载的最大工作电流。如果模拟135X载程度即27A，被选中的负载需要从回路中移走，接通开关，使剩余负载工作，同时测量剩余负载此负载电流为L2A。与理论值对比合理性，然后加载电子负载设鼍到剩余指定的试验电流电子负载直接加载至15A。接通开关，检测保护装置的有效性以及熔断时问是否符合设计要求。另外，在一些较少的例子中，被选支路上的电子负载因电阻太大而使设置电流不能完成，这种情况，需要单独考虑。22短路保护测试在短路状态下，测试熔断丝上回路断开时的电流和熔断时间。短路试验数据对整车电路设计至关重要，是决定汽车电线束在特殊短路情况下熔断丝是否能充分保护车辆而不被烧损。在每一个电路保护装置的电路设计上，熔断丝规格的选择决定此路投资小、成本低、利润高的致富项目详见插3广告负载电流的承载能力。线径的大小和导线的长短决定着熔断丝规格的选取，线径太小和导线太长都有可能在特殊短路情况下，使在回路中流经的电流无法保障电路保护装置能够正常断开。2_21试验目的在产品开发初期阶段，对整车电路系统搭建实车模型，分别对开发过程中的电路包括线束、电器盒进行短路保护测试，主要测量参数电压、短路电流和保护装置的熔断时间。其主要的目的在于验证系统设计的合理性；回路导线选型是否合理；熔断丝的选择是否合适，验证熔断丝能否具有保护导线的作用注意熔断丝保护作用不是保护用电器，而是导线。222试验准备试验准备同过载试验，参考212章节。223试验设备试验设备同过载试验，参考表1。只是电子负载处用短接开关代替，见图7。直流稳压电源图7短路保护测试原理图2_24试验方法连接测试仪器，按照图7所示的测试原理进行试验，具体步骤从略。测量以下参数短路电流大小、电压；短路电流存在时间。225实例中应用1案例L在某车型新产品整车电路系统开发过程中。进行短路保护测试验证，对测试结果进行数据处理。如表2所示。对于测试后的数据，结合电路系统中电线束、熔断丝的电流时间特性曲线，进行判定系统设计匹配的合理性。其中，熔断丝的时间一电流特性决定自身对于不同的过电流熔断能力程度。所有熔断丝的时间一电流成反比特性，即随着过电流强度增大熔断时间减小。各个型号系列的熔断丝都有时间一电流特性的标准曲线图。在表2中，FRSEATADJUST和FLSEATADJUST这2根电源导线的保护装置是使用40A熔断丝慢汽车电器201O年第12期J黟姚园熔熔断丝。一系列熔断丝额定规格在2060A常温下的时间一电流特性曲线如图8所示，电流值坐标从左到右逐渐递增，同时时间坐标从下到上逐渐增加。在这曲线上可以查看到此系列所有电流的平均熔断时间因而可以确定40A熔断丝在130A电流情况下的熔断时间大约为04S而表2中FRSEATADJUST和FLSEATADJUST在相同的电流下。熔断时间却均超过了1S。根据电路系统中电流产生的热量公式QPRT，熔断丝熔断时间越长，单位长度内的导线所承载的热负荷就越大，就越容易导致由此电流A图8LITTELFUSE公司JCASE型熔断丝时间一电流特性曲线而产生的过热或其他的严重后果。所以判断此线路匹配上存在设计缺陷。2案例2在另一车型新产品整车电路系统开发过程中，进行相关短路保护装置测试验证后，发现制动灯的负载回路在短路测试时，熔断电流偏小，熔断时间偏长短路时间长达38S，熔断丝仍未熔断，此时右后倒车灯插接件PIN5导线温度已升至110以上，为防止导线烧蚀，试验被迫中止。保护装置MINI型熔断丝起不了保护作用，其现象如图9所示。分析原因是电路中线阻较大，造成回路电流较小，热量增加较慢；熔断丝规格偏大造成短路时熔断丝熔断时间偏长。对制动灯的工作电流进行测试，两制动灯的工作电流为35A，实际使用的是075的导线，其导线最大承受电流为16A，而所选用的标称熔断丝为20A，导线承载能力与保护装置的熔断特性不匹配。整改措施后期，笔者结合导线承载能力、负载特性以及保护装置的熔断特性，调整了保护装置的规格。降低为15A的MIN嘴断丝，此问题得到了解决。图9后制动灯发生短路时。温度与时间变化趋势图3，J、结通过以上介绍，能够让人们了解由整车电路系统中的故障引起汽车自燃的原因，同时，通过对整车电路系统引起汽车自燃原因的分析，使相关从业人员更加了解电路系统如果处于短路及过载现象时容易导致汽车自燃现象的发生。其次，在汽车电路系统设计过程中，可以通过过载模拟测试以及短路保护测试的方法，来验证系统设计的匹配性、合理性，从而有效地预防后期此类事故的发生。参考文献1吴建刚目前汽车电路存在的问题与对策J汽车电汽车电器2O10年第12期TS器，2007，9311吴建刚也谈“