汽車電路系統設計

逯新彪

摘 要：汽車電路的設計是汽車設計中重要組成部分，汽車電路設計的好壞直接關系到汽車的性能及安全性，文章重點介紹了保險絲、繼電器的設計，然后介紹了汽車的電源分配，最后詳細介紹了導線截面積的選取。

關鍵詞：保險絲設計;繼電器設計;導線選取

1 單元電路圖設計

在整車電路系統的工程設計中，首先需要完成各個單元及電器元件的單元電路設計，各電器件工程師需根據要求制定出單元原理圖提交給電氣原理相應的負責人，對相關的信息和參數逐步進行分析、確認、計算。

2 保險絲的設計

2.1 保險絲容量的確定

確定電路電流后，選用規格合適的保險絲。在常溫（25℃）下選擇保險絲容量的75%為電器負載的工作電流，當環境溫度升高時，保險絲的載流能力會下降，可參考下列經驗公式，如：

If -保險絲的額定電流;RR-溫度折減率;In -正常工作電流值。

其中In=P/Un ，可根據負載的功率和額定工作電壓計算出，再通過保險絲的溫度折減率曲線得到該保險絲工作環境溫度下的溫度折減率值。將In、RR代入公式即可得出的If值。

選擇現有規格里與If最相同或稍大的即為保險絲額定電流值。

例如：保險絲在90℃條件下工作，從下面的溫度折減率曲線圖中查得RR是95%。

若電器件工作電流為1.5A那么保險絲的理想值為：

所以使用2A的保險絲。

2.2 保險絲類型的選定

保險絲按熔斷特性不同，可以分成慢熔保險絲和快熔保險絲。快熔保險絲常用在阻性電路中，保護一些對電流變動特別敏感的元器件;慢熔保險絲常用在電路狀態變化時有較大的浪涌電流的感性和容性電路中（如電子扇電路），它能承受開關機時浪涌脈沖的沖擊，而真正出現故障時仍能較快地斷開電路。

3 繼電器的設計

繼電器在電器控制中起到小電流控制大電流的作用。一般轎車上常用的繼電器額定電壓為12V。①工作電壓范圍的選擇：工作電壓范圍9～15V;動作電壓（吸合電壓）≤7.0V;釋放電壓（斷開電壓）2.5V～4.8V。②電壽命的選擇：根據功能的差異電壽命的要求也不同，常動作的繼電器（如閃光繼電器）其壽命≥5×105次，一般的繼電器壽命≥1×105次即可。③ 線圈額定電流的選擇：一般優先選用帶并聯電阻型繼電器，額定電流≤170mA。④電流負載的選擇：根據用電設備的額定電流，選用相應額定電流的繼電器，繼電器的額定電流取決于觸點的負載性能（觸點的材質鍍層至關重要）。

4 電路負載的分配

在整車的電路系統中如何對這些用電器進行電分配和地分配是一個重要問題。

4.1 電源分配

點火開關是大多數電器系統的電源分配點，大多數點火開關有4種電源模式。

OFF：所有受點火開關控制的電路都切斷且方向盤被鎖定，只有在該位置才能取下鑰匙。ACC：給汽車的電器附件電路供電，它不給發動機控制電路、起動機控制電路或點火系統供電。ON：正常的駕駛位置，給除起動機外的所有受點火開關控制的電路供電。START：給起動機控制電路供電，釋放后鑰匙將自動回到ON檔，在此位置時ACC檔的負載斷電，以便有更足的電量用于啟動。

常用的電源分配如下：

BAT（OFF）：室內延時燈、防盜系統、行李箱燈、喇叭、小燈（位置燈）、診斷系統、各控制器的記憶電源、警報燈等。ACC：音響系統、點煙器、備用電源等。IGN（ON）：組合儀表、安全氣囊、倒車輔助、空調控制器、后除霜及各控制系統（ECU、ABS、ECS、胎壓等）的控制電源。

4.2 地分配

整車電器件采用就近共用搭鐵點的原則，但針對ECU、安全氣囊、ABS等影響整車安全性的電器件和音響、油位傳感器等對干擾較敏感的電器件的搭鐵，要求單獨搭鐵。大電流負載（電機等）和小電流負載（傳感器等）要求分開搭鐵。搭鐵位置優先選擇在各主要的梁上，避免搭鐵不良。一些電器件搭鐵的特殊要求，如發動機ECU的搭鐵要求在距離控制模塊200mm以內，應該優先滿足。

5 導線選取

汽車導線一般選用德標、日標線，長時間工作的電氣設備可選擇實際載流量60%的導線;短時間工作的用電設備可選用實際載流量60%-100%之間的導線。另外根據不同的工作環境和溫度大小適當改變導線的截面積。導線的選擇可以通過以下三種方法選擇：

①在確定導線截面積時要考慮電壓降和使用導線的長度，可以通過以下公式得到：

②導線截面積的選擇也可以根據一個經驗公式：

其中：I——導線中通過的電流;S——導線截面積。

也有用公式的，這是更安全的公式。

③當選定保險絲后，也可根據下表中的經驗值選取導線截面積：

參考文獻：

[1]李春明.汽車電器與電路[M].北京高等教育出版社，2013.

[2]凌永成，謝在玉.汽車電氣設備[M].北京：北京大學出版社，2007.