作者：Rolf Horn

　　自十九世紀(jì)末電氣照明出現(xiàn)以來，保險(xiǎn)絲一直被用作重要的保護(hù)裝置。它們通過中斷電流來保護(hù)設(shè)備免受負(fù)載短路等故障的影響。這種中斷可以保護(hù)線路、電子設(shè)備和負(fù)載免受災(zāi)難性損壞。因此，熔斷器可以最大限度地減少故障情況下對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

　　保護(hù)熔斷器提供的保護(hù)尤其有利于不斷增長的汽車市場(chǎng)和不斷增長的電動(dòng)汽車 (EV) 需求。隨著電動(dòng)汽車電源轉(zhuǎn)換和電子系統(tǒng)數(shù)量的不斷增加，電路保護(hù)已成為保護(hù)電動(dòng)汽車中無數(shù)設(shè)備的必要條件。

　　汽車保險(xiǎn)絲

　　典型的汽車保險(xiǎn)絲通過熔化導(dǎo)電鏈路來工作。隨后產(chǎn)生電弧，使鏈路變成開路。電流脈沖(幅度、形狀和時(shí)間)、環(huán)境溫度和熔斷器的特性決定了發(fā)生這種情況時(shí)熔斷器元件內(nèi)的溫度。不同額定熔斷器電流下的時(shí)間-電流曲線(稱為TCC)有助于確定給定電流下的中斷時(shí)間。這與熔化能量(I 2 xt，其中 I 是電流，t 是時(shí)間)一起有助于確定適合應(yīng)用的保險(xiǎn)絲。汽車保險(xiǎn)絲不斷發(fā)展以滿足行業(yè)不斷變化的需求。 20世紀(jì)60年代，普遍使用玻璃管保險(xiǎn)絲。目前最常用的是更緊湊的片式保險(xiǎn)絲。其中大多數(shù)響應(yīng)速度快(幾毫秒)，這有助于防止損壞敏感電子設(shè)備，但由于啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流較高，因此不適用于電機(jī)。慢熔保險(xiǎn)絲已針對(duì)此應(yīng)用而開發(fā)，其響應(yīng)時(shí)間約為幾秒。汽車應(yīng)用中使用的保險(xiǎn)絲的一些其他特性要求包括：

　　預(yù)計(jì)不久之后，總線的變化將達(dá)到高達(dá) 800 V 的更高電壓。因此，需要超過 1,000 V 的額定值，并特別注意在這些電壓下產(chǎn)生的電弧放電，以防止電路損壞。

　　由于故障而導(dǎo)致災(zāi)難性事故的風(fēng)險(xiǎn)，因此可靠性高。

　　環(huán)境溫度變化范圍大。發(fā)動(dòng)機(jī)艙中使用的保險(xiǎn)絲可承受 -40°C 至 +150°C 或更寬的溫度范圍。

　　尺寸、重量和外形尺寸是電動(dòng)汽車中使用的所有組件的關(guān)鍵最小化目標(biāo)，其驅(qū)動(dòng)因素是提高車輛性能和給定電池充電范圍的需求。

　　由于道路條件和駕駛情況不同，抗振性是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。

　　AEC-Q200 汽車標(biāo)準(zhǔn)

　　克萊斯勒、福特和通用汽車于 1990 年代成立了汽車電子委員會(huì) (AEC)，旨在創(chuàng)建通用質(zhì)量體系并統(tǒng)一汽車應(yīng)用的零件資格標(biāo)準(zhǔn)。 AEC-Q200 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋無源元件的壓力測(cè)試資格。 AEC-Q200 的早期版本 D 自 2010 年 6 月起生效，涵蓋電阻器、電容器、變壓器、諧振器、晶體、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、熱敏電阻和壓敏電阻等組件。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了無源元件的兩個(gè)主要應(yīng)力類別：

　　環(huán)境壓力：這包括溫度循環(huán)、濕度偏差、高溫存儲(chǔ)和高溫工作壽命測(cè)試。

　　物理應(yīng)力：包括振動(dòng)、機(jī)械沖擊、可焊性和耐焊熱性、可燃性、端子強(qiáng)度和耐溶劑性。

　　2023 年 3 月發(fā)布的 AEC-Q200 Rev E 更新增加了保險(xiǎn)絲的可靠性要求。如圖 1 所示，Rev E 包含壓力測(cè)試的完整列表，其中涵蓋上述環(huán)境和物理壓力因素。

　　圖 1：針對(duì)保險(xiǎn)絲指定的 AEC-Q200 Rev E 應(yīng)力測(cè)試的圖示。 (圖片來源：Littelfuse)

　　如圖 1 所示，AEC-Q200 Rev E 應(yīng)力條件比典型的非汽車測(cè)試更嚴(yán)格?，F(xiàn)在添加了一些關(guān)鍵測(cè)試，例如在最高指定工作溫度下的 1,000 小時(shí)運(yùn)行壽命測(cè)試。保險(xiǎn)絲的測(cè)試方法需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力和應(yīng)力后電阻測(cè)量，以及應(yīng)力后進(jìn)行的載流能力和過載測(cè)試。 AEC-Q200 Rev E 的目標(biāo)是提供一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)，制造商可以使用該標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)和測(cè)試汽車市場(chǎng)中使用的保險(xiǎn)絲。

　　Littelfuse AEC-Q200 Rev E 合格保險(xiǎn)絲

　　Littelfuse 在汽車保險(xiǎn)絲開發(fā)和生產(chǎn)方面擁有悠久的歷史。他們?cè)?20 世紀(jì) 30 年代首次推出汽車保險(xiǎn)絲，其 ATO ?快速熔斷片式保險(xiǎn)絲被認(rèn)為是全球標(biāo)準(zhǔn)。 Littelfuse 為保險(xiǎn)絲 Rev E 資格壓力測(cè)試的開發(fā)做出了貢獻(xiàn)，因?yàn)樗麄兊钠嚤ｋU(xiǎn)絲內(nèi)部資格測(cè)試已與 AEC-Q200 Rev E 保持一致。

　　圖 2 顯示了 Littelfuse 制造的用于汽車應(yīng)用的保險(xiǎn)絲系列。它們具有多種主體樣式，例如通孔式、表面安裝式和盒式。

　　圖 2：顯示適用于汽車應(yīng)用的 Littelfuse AEC-Q200 合格保險(xiǎn)絲系列。 (圖片來源：Littelfuse)

　　以下是一些符合 AEC-Q200 要求的保險(xiǎn)絲的詳細(xì)信息：

　　卡式盒 828 系列具有 1,000 V DC的高額定電壓，額定電壓下的中斷額定值為 10 kA。它們針對(duì)的是 OBC 和 PDU。

　　表面貼裝885 Nano2?系列的額定電壓高達(dá) 500 V DC ，350 V DC時(shí)的可用中斷額定值為 1,500 A。這些緊湊型保險(xiǎn)絲可用于鋰離子電池組、BMS 和高壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

　　437A系列表面貼裝薄膜片式保險(xiǎn)絲的額定電壓范圍為 32 V DC 至 125 V DC，額定電壓下的中斷額定值為 50 A。憑借其占地面積小和快速響應(yīng)時(shí)間，它們非常適合緊湊型汽車電子設(shè)備的二次電路保護(hù)，例如 LED 頭燈、導(dǎo)航系統(tǒng)、TFT 顯示器等。

　　通孔陶瓷體PICOII ? 521系列是一款動(dòng)作速度非常快的保險(xiǎn)絲，采用節(jié)省空間的超小型封裝。額定電壓為 75 V，額定電壓下的額定中斷電流為 300 A。這些可用于 BMS 保護(hù)。

　　結(jié)論

　　電動(dòng)汽車需要更多的電子和電力轉(zhuǎn)換組件和模塊。保險(xiǎn)絲發(fā)揮著至關(guān)重要的安全作用，不僅對(duì)于它們保護(hù)的電子元件、線路和設(shè)備，而且對(duì)于操作車輛的人員也同樣重要。將保險(xiǎn)絲納入 AEC-Q200 資格標(biāo)準(zhǔn)可確保這些重要組件符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 Littelfuse 擁有一系列符合 AEC-Q200 標(biāo)準(zhǔn)的保險(xiǎn)絲，可用于各種 EV 過流保護(hù)應(yīng)用。