汽车电路的电压降要求及其控制方法

周成敏

（毕节市工业学校，贵州毕节　551700）



汽车电路的电压降要求及其控制方法

周成敏

（毕节市工业学校，贵州毕节551700）

摘要：不同的用电器有着不同的额定工作电压和额定工作电流，且偏差不宜过大，否则会损坏电气设备或电路，从而影响其功能，甚至是丧失其功能。因此，在进行汽车设计时，要把启动、ECU等相关功能和部件的电压降设计及其控制作为重中之重。

1　电压降控制的意义及需考虑因素

众所周知，当电流通过导体（或用电器）的时候，会受到一定的阻力，但在电压的作用下，电流能够克服这种阻力顺利通过导体（或用电器）。但遗憾的是，流过串联电阻（或用电器）后，电位（电势）再也没有以前那么高了，它的电位（电势）下降了。而且电阻越大，它两端电位（电势）的变化就越大。当电流流过电阻（或用电器）时，在电阻（或用电器）两端产生的电势降低的值则称为电压降。

比如在车辆启动的过程中会产生很大的工作电流，如果电压降设计的不合理，则有可能会使起动机两端电压过低，从而无力运转，自然就无法启动成功；如果车身控制器或者发动机ECU工作电压过低，就会丧失对继电器的控制功能，以至于车辆无法启动。以奇瑞公司的某车型电源系统原理图为例，除了蓄电池、起动机、发动机等的自身性能外，蓄电池到起动机线束的长度、线的直径、材料、熔丝盒的端子压降、蓄电池和起动机搭铁压降等因素，都有可能影响到发动机的顺利启动。因此，在进行设计和控制时这些因素都要考虑在内。此外，还要合理地控制线束对接回路中对接端子的压降范围，只有这样才能满足其性能要求。

2　汽车电路的电压降要求

（1）汽车电路对回路电压降的要求。首先，在汽车起动时，起动机两端的工作电流可以达到200～600A，这时要想降低起动机功率损失减少能量消耗，必须降低起动机电路的电压降，只有这样才能保证发动机顺利启动。其次，照明电路的电压降要求。汽车的照明单元，特别是外部照明单元，照明效果和使用寿命与电压降有着密切关系。

（2）信号回路对电压降的要求。对于额定电压为12V的车用蓄电池而言，模拟信号的电阻几欧甚至几千欧都有可能，信号的有效电阻越大，回路中的电阻就越小，则对回路的影响就较小。若回路的等效电阻较小，就需要重点考虑回路电阻和电压降的影响了。

（3）电路安全对电压降的要求。在车用电器盒中，必须对电压降和温升严格要求，这样才能有效的避免电路烧蚀或其他安全隐患，主要有连接方式、材料、端子类型、回路设计等多种影响因素。

3　汽车电路电压降的控制方法

汽车电路必须满足用电器、信号回路以及汽车电路安全等三个方面对电压降的要求。因此，需要对汽车电路的电压降进行合理地控制，才能同时满足这三方面对电压降的要求。

（1）从设计方面对电压降进行控制。①电器件内阻的电压降控制。在发动机1500r/min左右的转速的整车电压环境下，对于灯泡而言，功率越大，电阻越小，回路电阻和蓄电池内阻对其两端的电压影响就更加明显。当车辆启动的时候，起动机和其他电器所需的电由蓄电池供给，起动机的工作电流非常大。因此，在设计时，应降低蓄电池和起动机的内阻，从而降低回路电压降。②端子接触的电压降控制。端子接触电阻作为车用电线束插接器的主要电气性能之一，对汽车电路信号的可靠性和稳定性有着直接的影响。当端子接触电阻较大时，接件会快速升温，电器盒也会跟着升温，这就大大缩短了接件的使用寿命，降低了插接件的可靠性。因此，在设计时，要尽可能的减少线束回路中的对接，采用加密封塞的方法对发动机舱的端子进行密封，避免其出现锈蚀现象，进而减少因锈蚀对端子电压降的影响；③导线线直径及长度的电压降控制。在满足功率要求的前提下，若系统的安全等级要求较高，可以适当的增加导线直径，因为，导线直径越大，所能承载的电流能力越强，电阻越小，电压降也就会越小；比如，可以使用直径较大的导线代替几条直径较小的导线来连接电器盒到其后灯尾。另外，若导线周围环境温度较高，这时应当适当增加导线余量，这样可以满足导线属性变化的要求。

（2）从材料选择方面对电压降进行控制。不同的端子材料，硬度不同其导电率也不同，端子接触界面的附加电阻自然也会不一样。因此，在选择端子的材料时，要根据要求选择合适硬度和导电率且机械性能比较稳定的材料，以确保接触电阻的稳定。导线压降是回路压降的重要组成部分。导线的直径和电阻率是导线压降的决定性因素，由于同种材料的导线又有镀层导线和不镀层导线之分，相同规格的普通导线或镀银导线电阻率比镀镍、镀锡的导线要低一些。但由于镀锡导线具有价格低廉、工艺简单、抗氧化性能好、与硫化物不发生反应等优点，因此在汽车线束中使用范围较广。而对于相同材料相同规格的导线而言，多芯导线电阻率要高于单芯导线的电阻率。

（3）从压接工艺方面对电压降进行控制。汽车线束生产是较为繁杂的过程，需要采用超声波焊接、UM端子打卡连接、端子双线、多线共压连接等多种工艺方法对导线进行并线。选择的工艺方法不同，对电压降的影响也有差别，通常而言，超声波焊接产生的押解电阻要低于端子压接产生的电阻。因此，在进行回路电压降的控制时要选择合适的压接工艺。

4　结语

在汽车电路系统的开发中，不可避免的要对汽车电路电压降的控制方法进行研究。经过长期的探索，人们总结出了部分可行的控制电压降的方法，比如说降低回路压降，选择合适的材料，选取适当的压接工艺等。但随着社会的发展，人们对汽车的要求越来越高，汽车电路电压降必将会面临更多新的问题，仍需要我们进一步的探索。

参考文献

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［5］李大刚.司机修车“五防”［N］.山西科技报，2001.

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

作者简介：周成敏（1971-），女，贵州毕节人，教师，主要研究方向：电气。

收稿日期：2016-01-15

中图分类号：U463.6

文献标识码：A

文章编号：2095-980X（2016）01-0034-02

关键字：汽车电路；电压降要求；控制方法