周成敏

（畢節(jié)市工業(yè)學(xué)校，貴州畢節(jié)　551700）

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汽車電路的電壓降要求及其控制方法

周成敏

（畢節(jié)市工業(yè)學(xué)校，貴州畢節(jié)551700）

摘要：不同的用電器有著不同的額定工作電壓和額定工作電流，且偏差不宜過大，否則會(huì)損壞電氣設(shè)備或電路，從而影響其功能，甚至是喪失其功能。因此，在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí)，要把啟動(dòng)、ECU等相關(guān)功能和部件的電壓降設(shè)計(jì)及其控制作為重中之重。

1　電壓降控制的意義及需考慮因素

眾所周知，當(dāng)電流通過導(dǎo)體（或用電器）的時(shí)候，會(huì)受到一定的阻力，但在電壓的作用下，電流能夠克服這種阻力順利通過導(dǎo)體（或用電器）。但遺憾的是，流過串聯(lián)電阻（或用電器）后，電位（電勢(shì)）再也沒有以前那么高了，它的電位（電勢(shì)）下降了。而且電阻越大，它兩端電位（電勢(shì)）的變化就越大。當(dāng)電流流過電阻（或用電器）時(shí)，在電阻（或用電器）兩端產(chǎn)生的電勢(shì)降低的值則稱為電壓降。

比如在車輛啟動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生很大的工作電流，如果電壓降設(shè)計(jì)的不合理，則有可能會(huì)使起動(dòng)機(jī)兩端電壓過低，從而無力運(yùn)轉(zhuǎn)，自然就無法啟動(dòng)成功；如果車身控制器或者發(fā)動(dòng)機(jī)ECU工作電壓過低，就會(huì)喪失對(duì)繼電器的控制功能，以至于車輛無法啟動(dòng)。以奇瑞公司的某車型電源系統(tǒng)原理圖為例，除了蓄電池、起動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等的自身性能外，蓄電池到起動(dòng)機(jī)線束的長(zhǎng)度、線的直徑、材料、熔絲盒的端子壓降、蓄電池和起動(dòng)機(jī)搭鐵壓降等因素，都有可能影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的順利啟動(dòng)。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制時(shí)這些因素都要考慮在內(nèi)。此外，還要合理地控制線束對(duì)接回路中對(duì)接端子的壓降范圍，只有這樣才能滿足其性能要求。

2　汽車電路的電壓降要求

（1）汽車電路對(duì)回路電壓降的要求。首先，在汽車起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)機(jī)兩端的工作電流可以達(dá)到200～600A，這時(shí)要想降低起動(dòng)機(jī)功率損失減少能量消耗，必須降低起動(dòng)機(jī)電路的電壓降，只有這樣才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)順利啟動(dòng)。其次，照明電路的電壓降要求。汽車的照明單元，特別是外部照明單元，照明效果和使用壽命與電壓降有著密切關(guān)系。

（2）信號(hào)回路對(duì)電壓降的要求。對(duì)于額定電壓為12V的車用蓄電池而言，模擬信號(hào)的電阻幾歐甚至幾千歐都有可能，信號(hào)的有效電阻越大，回路中的電阻就越小，則對(duì)回路的影響就較小。若回路的等效電阻較小，就需要重點(diǎn)考慮回路電阻和電壓降的影響了。

（3）電路安全對(duì)電壓降的要求。在車用電器盒中，必須對(duì)電壓降和溫升嚴(yán)格要求，這樣才能有效的避免電路燒蝕或其他安全隱患，主要有連接方式、材料、端子類型、回路設(shè)計(jì)等多種影響因素。

3　汽車電路電壓降的控制方法

汽車電路必須滿足用電器、信號(hào)回路以及汽車電路安全等三個(gè)方面對(duì)電壓降的要求。因此，需要對(duì)汽車電路的電壓降進(jìn)行合理地控制，才能同時(shí)滿足這三方面對(duì)電壓降的要求。

（1）從設(shè)計(jì)方面對(duì)電壓降進(jìn)行控制。①電器件內(nèi)阻的電壓降控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)1500r/min左右的轉(zhuǎn)速的整車電壓環(huán)境下，對(duì)于燈泡而言，功率越大，電阻越小，回路電阻和蓄電池內(nèi)阻對(duì)其兩端的電壓影響就更加明顯。當(dāng)車輛啟動(dòng)的時(shí)候，起動(dòng)機(jī)和其他電器所需的電由蓄電池供給，起動(dòng)機(jī)的工作電流非常大。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)降低蓄電池和起動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，從而降低回路電壓降。②端子接觸的電壓降控制。端子接觸電阻作為車用電線束插接器的主要電氣性能之一，對(duì)汽車電路信號(hào)的可靠性和穩(wěn)定性有著直接的影響。當(dāng)端子接觸電阻較大時(shí)，接件會(huì)快速升溫，電器盒也會(huì)跟著升溫，這就大大縮短了接件的使用壽命，降低了插接件的可靠性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能的減少線束回路中的對(duì)接，采用加密封塞的方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的端子進(jìn)行密封，避免其出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，進(jìn)而減少因銹蝕對(duì)端子電壓降的影響；③導(dǎo)線線直徑及長(zhǎng)度的電壓降控制。在滿足功率要求的前提下，若系統(tǒng)的安全等級(jí)要求較高，可以適當(dāng)?shù)脑黾訉?dǎo)線直徑，因?yàn)椋瑢?dǎo)線直徑越大，所能承載的電流能力越強(qiáng)，電阻越小，電壓降也就會(huì)越??；比如，可以使用直徑較大的導(dǎo)線代替幾條直徑較小的導(dǎo)線來連接電器盒到其后燈尾。另外，若導(dǎo)線周圍環(huán)境溫度較高，這時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加導(dǎo)線余量，這樣可以滿足導(dǎo)線屬性變化的要求。

（2）從材料選擇方面對(duì)電壓降進(jìn)行控制。不同的端子材料，硬度不同其導(dǎo)電率也不同，端子接觸界面的附加電阻自然也會(huì)不一樣。因此，在選擇端子的材料時(shí)，要根據(jù)要求選擇合適硬度和導(dǎo)電率且機(jī)械性能比較穩(wěn)定的材料，以確保接觸電阻的穩(wěn)定。導(dǎo)線壓降是回路壓降的重要組成部分。導(dǎo)線的直徑和電阻率是導(dǎo)線壓降的決定性因素，由于同種材料的導(dǎo)線又有鍍層導(dǎo)線和不鍍層導(dǎo)線之分，相同規(guī)格的普通導(dǎo)線或鍍銀導(dǎo)線電阻率比鍍鎳、鍍錫的導(dǎo)線要低一些。但由于鍍錫導(dǎo)線具有價(jià)格低廉、工藝簡(jiǎn)單、抗氧化性能好、與硫化物不發(fā)生反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車線束中使用范圍較廣。而對(duì)于相同材料相同規(guī)格的導(dǎo)線而言，多芯導(dǎo)線電阻率要高于單芯導(dǎo)線的電阻率。

（3）從壓接工藝方面對(duì)電壓降進(jìn)行控制。汽車線束生產(chǎn)是較為繁雜的過程，需要采用超聲波焊接、UM端子打卡連接、端子雙線、多線共壓連接等多種工藝方法對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行并線。選擇的工藝方法不同，對(duì)電壓降的影響也有差別，通常而言，超聲波焊接產(chǎn)生的押解電阻要低于端子壓接產(chǎn)生的電阻。因此，在進(jìn)行回路電壓降的控制時(shí)要選擇合適的壓接工藝。

4　結(jié)語

在汽車電路系統(tǒng)的開發(fā)中，不可避免的要對(duì)汽車電路電壓降的控制方法進(jìn)行研究。經(jīng)過長(zhǎng)期的探索，人們總結(jié)出了部分可行的控制電壓降的方法，比如說降低回路壓降，選擇合適的材料，選取適當(dāng)?shù)膲航庸に嚨?。但隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)汽車的要求越來越高，汽車電路電壓降必將會(huì)面臨更多新的問題，仍需要我們進(jìn)一步的探索。

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The Voltage Drop Requirements and Control Method of Automobile Circuit

ZHOU Cheng-min
（Bijie Polytechnical School，Bijie，Guizhou 551700，China）

Abstract:Different electrical appliances have different rated voltage and rated current，and the deviation should not be too large, otherwise it will damage electrical equipment or circuits，thus affecting its functionality，or even losing their function.Therefore，in the car design，the voltage drop design and control of related functions such as starting，ECU and components should be taken as priority.

Key words:automobile circuit；voltage drop requirement；control method

作者簡(jiǎn)介：周成敏（1971-），女，貴州畢節(jié)人，教師，主要研究方向：電氣。

收稿日期：2016-01-15

中圖分類號(hào)：U463.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-980X（2016）01-0034-02

關(guān)鍵字：汽車電路；電壓降要求；控制方法