直插電器盒并聯(lián)熔斷絲取電方案探討

王榮喜，王武軍

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

直插電器盒并聯(lián)熔斷絲取電方案探討

王榮喜，王武軍

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

針對(duì)直插電器盒并聯(lián)熔斷絲常規(guī)取電設(shè)計(jì)方案中存在的連接料帶導(dǎo)電能力不能滿足熔斷絲數(shù)量較多時(shí)的電流需求問題，提出3種改進(jìn)方案：簡單匯流條方案可用于并聯(lián)熔斷絲為片式熔斷絲的情況，匯流條使用過渡插座方案可根據(jù)不同類型并聯(lián)熔斷絲的數(shù)量通過調(diào)整過渡插座數(shù)量滿足要求，匯流條使用音叉端子方案可根據(jù)不同類型并聯(lián)熔斷絲的數(shù)量通過調(diào)整音叉端子數(shù)量滿足要求。

電器盒；匯流條；過渡插座；音叉端子

車用中央電器盒［1］是車輛重要的電器部件，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，中央電器盒可分為直插結(jié)構(gòu)電器盒、PCB結(jié)構(gòu)電器盒、匯流條結(jié)構(gòu)電器盒、布線結(jié)構(gòu)電器盒、電子集成結(jié)構(gòu)電器盒［2］。其中直插結(jié)構(gòu)電器盒由于成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一般在汽車上廣泛使用。直插電器盒在解決并聯(lián)熔斷絲的取電方式時(shí)，通常采用的方案是使用多聯(lián)端子。多聯(lián)端子方案在電流較大或并聯(lián)數(shù)量較多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由于連接料帶導(dǎo)電能力不足而影響電器性能的問題。根據(jù)不同的使用情況，提出了3種解決并聯(lián)熔斷絲取電連接的設(shè)計(jì)方案。

1 當(dāng)前常用設(shè)計(jì)方案

1.1 原理分析

汽車用電器的取電方式一般為并聯(lián)取電，汽車原理分配設(shè)計(jì)時(shí)常將需要熔斷絲保護(hù)的用電器取電方式進(jìn)行合并設(shè)計(jì)［3］。常見的并聯(lián)熔斷絲原理示意如圖1所示。

1.2 多聯(lián)端子設(shè)計(jì)方案

多聯(lián)端子的設(shè)計(jì)方案是根據(jù)連接器端子的對(duì)插原理，將熔斷絲和電器盒聯(lián)接的電器盒端設(shè)計(jì)成多聯(lián)端子的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)熔斷絲的取電。多聯(lián)端子由對(duì)插端子、連接料帶、壓接尾部組成，如圖2所示。

圖1 并聯(lián)熔斷絲原理設(shè)計(jì)示意圖

壓接尾部的作用是通過壓接導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與電源的連接。連接料帶的作用是將連通的電源向各對(duì)插端子分配。對(duì)插端子的作用是和熔斷片對(duì)接，實(shí)現(xiàn)將電源分配的電流傳遞至熔斷絲。

1.3 多聯(lián)端子方案存在問題分析

連接料帶的厚度和寬度由端子設(shè)計(jì)的工藝要求決定。對(duì)插端子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使材料的厚度一般設(shè)計(jì)在0.4 mm以下才能滿足沖壓工藝的要求。同時(shí)，高速?zèng)_壓模具的排樣方案限制了連接料帶的寬度。多聯(lián)端子方案要求連接料帶和壓接尾部要承受所有熔斷絲的電流之和，所以連接料帶和壓接尾部的導(dǎo)電能力常常制約對(duì)插端子數(shù)量的選擇。

圖2 多聯(lián)端子設(shè)計(jì)方案示意圖

一般初始原理設(shè)計(jì)中并聯(lián)熔斷絲的數(shù)量會(huì)遠(yuǎn)大于多聯(lián)端子中對(duì)插端子容許的數(shù)量。因此，采用多聯(lián)端子方案時(shí)只能通過調(diào)整原理分配或采用更多組多聯(lián)端子來滿足初始原理設(shè)計(jì)中對(duì)并聯(lián)熔斷絲數(shù)量的要求。這給原理設(shè)計(jì)和電器盒設(shè)計(jì)均造成了極大的不便。

2 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案

針對(duì)現(xiàn)有方案中存在的問題，提出3種改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，解決了原方案中連接料帶導(dǎo)電能力不足的問題，使電器盒設(shè)計(jì)時(shí)可使用簡單的結(jié)構(gòu)滿足初始原理分配中并聯(lián)熔斷絲數(shù)量較多情況的設(shè)計(jì)要求。

2.1 簡單匯流條設(shè)計(jì)方案

簡單匯流條設(shè)計(jì)方案是在金屬板材上通過沖裁、彎曲、壓邊等工藝方法，沖壓出含有對(duì)插端子、連接料帶、取電板、自鎖孔的匯流條，直接安裝在電器盒中，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)熔斷絲取電的設(shè)計(jì)方案。如圖3所示。

簡單匯流條方案通過取電板由螺栓和電源端的接頭連接，實(shí)現(xiàn)電源的輸入。通過自鎖孔與電器盒的塑料主體上設(shè)計(jì)的彈性結(jié)構(gòu)配合，實(shí)現(xiàn)與塑料主體的自鎖。

簡單匯流條方案的沖壓工藝與多聯(lián)端子方案不同，該方案的料厚一般可設(shè)計(jì)為0.8 mm以上。連接料帶的寬度也不受高速?zèng)_壓模具的限制，可根據(jù)導(dǎo)電能力的需求設(shè)計(jì)寬度尺寸。由于連接料帶導(dǎo)電能力的大幅提高，該方案可滿足并聯(lián)熔斷絲數(shù)量較多的要求。

2.2 匯流條使用過渡插座方案

由于沖壓工藝的限制，匯流條設(shè)計(jì)方案的對(duì)插端子（圖3）一般很難設(shè)計(jì)成插座端子的形式，因此，簡單匯流條設(shè)計(jì)方案一般適用于對(duì)插熔斷絲為插座端子的盒式熔斷絲的情況。對(duì)于使用廣泛的片式熔斷絲來說，此方案則無法滿足要求。

圖3 簡單匯流條設(shè)計(jì)方案示意圖

匯流條使用過渡插座方案是在簡單匯流條方案的基礎(chǔ)上使用過渡插座預(yù)裝在簡單匯流條方案的對(duì)插端子（插頭端子）上，使匯流條方案能滿足片式熔斷絲的使用要求（圖4）。過渡插座含有分別與匯流條的對(duì)插端子和片式熔斷絲的插頭結(jié)合的彈片結(jié)構(gòu)置于箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

圖4 匯流條使用過渡插座方案示意圖

2.3 匯流條使用音叉端子方案

在公端子頭部直接使用沖裁方法加工出能滿足對(duì)插端公端子對(duì)插結(jié)構(gòu)，使該公端子具有母端子功能，這樣的端子被稱為音叉端子，如圖5a所示。匯流條使用音叉端子方案是將簡單匯流條設(shè)計(jì)方案中的對(duì)插端子做成音叉端子的形式，如圖5b所示，使其具有插座端子的功能。

圖5 匯流條使用音叉端子方案示意圖

匯流條使用音叉端子方案使匯流條設(shè)計(jì)方案中的對(duì)插端子變?yōu)橐舨娑俗樱诓辉黾庸に囯y度的情況下，實(shí)現(xiàn)了片式熔斷絲并聯(lián)方案的取電，大大增加了匯流條方案的應(yīng)用范圍。沖裁形成的彈性結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的插座端子彈性結(jié)構(gòu)相比，夾緊力更難控制，一般在匯流條使用音叉端子方案中通過使用彈性和耐久性更好的材料來實(shí)現(xiàn)彈性結(jié)構(gòu)要求的性能，因此，該方案的材料成本會(huì)有所升高。綜合結(jié)構(gòu)簡單等因素，總成本與匯流條使用過渡插座方案的成本相當(dāng)。

2.4 優(yōu)缺點(diǎn)分析

為改進(jìn)多聯(lián)端子方案中連接料帶導(dǎo)電能力不足問題提出的3種方案，解決了由于并聯(lián)熔斷絲數(shù)量較多造成的無法滿足導(dǎo)電能力問題，工藝簡單可行，成本有所降低，能基本滿足設(shè)計(jì)要求。各設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析見表1。

表1 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案與原方案對(duì)比分析

3 結(jié)束語

1）簡單匯流條方案生產(chǎn)工藝簡單，成本低，但只能滿足并聯(lián)熔斷絲為盒式熔斷絲的情況。

2）匯流條使用過渡插座方案可滿足并聯(lián)熔斷絲為片式熔斷絲的情況，并可根據(jù)熔斷絲的形式選擇是否采用過渡插座，應(yīng)用范圍廣泛，但由于使用了過渡插座，成本有所提高。

3）匯流條使用音叉端子方案可達(dá)到匯流條使用過渡插座方案的效果。由于音叉端子直接由簡單匯流條方案的對(duì)插端子沖裁形成，結(jié)構(gòu)簡單，由于使用了彈性和耐久性更好的材料，因此總成本與匯流使用過渡插座方案相當(dāng)。

3種方案均能有效解決常規(guī)的并聯(lián)端子取電方案中連接料帶導(dǎo)電能力不足的問題。

［1］ QC_T707—2004，車用中央電氣接線盒技術(shù)條件［S］.

［2］ 劉占鋒，樊新煥，劉團(tuán)結(jié)．車用中央電氣接線盒分類及發(fā)展［J］．汽車電器，2009（ 6）：1-3．

［3］ 賈承前，宋海健，顧越，等．汽車電源分配的基本設(shè)計(jì)方法［J］．汽車電器，2012（ 3）：12-15．

（編輯 楊 景）

Discussion on Input Power Scheme of Fuse Box’s Parallel Fuse

WANG Rong-xi，WANG Wu-jun
（Henan THB Electric Co.，Ltd.，Hebi 458030，China）

When there are many fuses in the fuse box，conventional input power scheme of parallel fuse is insufficient.This article puts forward three methods：simple bus-bar scheme suitable for blade fuse；bus-bar with transition female terminal scheme suitable for blade fuse and cartridge fuse by changing the number of transition female terminal；bus-bar with tuning fork terminal scheme suitable for blade fuse and cartridge fuse by changing the number of tuning fork terminal.

fuse box；bus-bar；transition female terminal；tuning fork terminal

U463.62

A

1003-8639（2017）09-0043-03

2016-12-16

王榮喜（1962-），男，河南鶴壁人，高級(jí)工程師，主要從事汽車連接器、電器盒的開發(fā)及管理；王武軍（1969-），男，河南偃師人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事汽車用連接器、電器盒開發(fā)和推廣工作。