浅析汽车加装外设设备的电路设计

袁中

摘 要：本文讨论汽车外加电器设备的自行装配时，用电器与整车电路及电路保护之间的关系，以及安装过程中的一些注意事项。主要为用户在加装必要的外设设备时提供较为专业的指导建议，同时能够降低由于改装而导致的可能出现的电路故障，甚至出现的电路烧蚀问题的风险。本文仅为如何设计汽车加装电路的设计而讨论，作者不建议用户自行改装车辆内容。

关键词：汽车加装；行车记录仪；电路改装

1 汽车电路的基本保护设计

1.1 汽车保险丝

汽车保险丝是电流保险丝的一种，当电路电流超过保险丝额定电流的2倍时就会在几秒内熔断，起到电路保护的作用。那么保险丝是保护电路（线路）及用电设备的很重要的设备。

在设计汽车电路的过程中，应根据电器负载的额定电流及保险丝容量确定的经验公式计算出整车各电器系统线路上所需保险丝的容量，随后根据各电器负载的电器特性选择保险丝的类型（慢熔式的还是快熔式的保险丝）。

一般情况，保险丝规格最终选用大于计算值的最近规格；对于工作时间较短，不常用的电器件可以选择相对较小规格的保险丝。

1.2 汽车导线的选择

汽车导线种类：汽车开发导线的应用，必须了解各种导线标准，才能在设计前期充分考虑是否能满足设计要求。汽车导线的选择需要考虑到整车各个部位环境温度对导线的影响，通常情况下，在前舱可以选用耐125℃的导线，室内可以选用耐80℃的导线。

导线线径计算：在进行完保险丝选择之后就必须进行导线的设计计算和选择。首先根据车身使用位置的不同导线的型号选择也不同，对于前舱内使用的导线应该是耐高温、耐油、耐震动、耐摩擦性能更好的；对于室内则耐温的要求可以相对低一些；

线径的选择可以根据经验公式：I =（S*10+8）/2（I：导线中通过的电流，S：导线截面积）

导线耐电流的情况和导线所在环境温度很有关系，所以导线线径的选择应根据导线所装配的区域及导线的长度来做调整。

有关导线的电阻与导线长度和温度的关系可用下面的公式进行计算：

公式1：R20 = Rt/[1+0.039（t-20）]

公式2：R20=Rt×αt/L

（R20：20℃下的电阻mΩ/m；Rt：测量的导体电阻mΩ/m；t：电阻测量时刻导体温度℃；αt：从t℃换算到标准温度20℃的电阻温度换算系数；L：导线长度m）

2 改装电路与整车电路的连接及保护

（1）现有电路连接外设设备：我们都知道市场部分这类产品的电路连接都来源于点烟器，或者一些备用电源插座。

这种直接选择整车原有的保护电路时，无需考虑使用多大的保险丝的问题，只需要考虑设备的使用功率是否超过该回路所能承载的电流。假设一般车辆的点烟器最大功率约为120W，也就工作最电流10A，保险丝15A，因此根据计算该点烟器电路最大能够使用120W的电器设备。

连接线的应用，由于目前直接购买的这些产品已经带有导线，按照上述的导线使用规范，实际上这些导线的截面积是不符合要求的，一旦出现了过载等现象时，保险丝不能及时熔断，这些连接线就可能引起火灾。

在安装这些连接线时，最好放在视线能够观察到的地方，一旦出现问题，能够及时处理，不能因为美观问题，而将其隐藏在不易察觉的地方。

（2）直接连接整车回路：有些改装设备需要较大的功率，因此车载的点烟器或车载电源无法提供足够的功率，所以需要直接从汽车回路上连接，这种连接有2种方式：车内电器盒连接、汽车前舱电池或电器盒连接。

由于这种连接方式有很大的风险，因此需要完全按照保险丝选型及导线匹配严格执行。保险丝的选用，整车的电器盒内部若是有预留空间位置，我们就可以直接利用，若是没有，我们可以参与保险丝安装在导线的这种产品来解决。

对于前舱和室内的导线，除了对截面积的选型外，还要考虑到环境温度的影响。前舱的导线选择需要耐高温导线。

（3）導线布置问题：对于第一种方式，连接的走向要考虑显眼的位置，及尽可能的减少所需要的距离。

第二种方式中，导线不仅要绕开很多可能导致其磨损的地方，且要进行一定的物理保护，比如套上波纹管，耐磨胶带等，保护其橡胶表面不会出现损坏而导致的短路情况出现。

3 整车电平衡

在生产汽车的厂家，汽车设计之初就对整车的电平衡进行了非常严格设计要求和验证要求，任何一个对用电器进行更改的变化，都会对整车的用电平衡有影响。

整车电平衡是研究整车电源系统电能供给与消耗之间的平衡关系，即发电机、蓄电池和其他各种用电设变之间电能产生与消耗的动态平衡。

简单来说，整车的在启动前的发电全部来源于蓄电池，启动后的电源主要来源于发电机。而发电机的发电量和发动机的转速有关。举个例子，当你加装了一个大功率用电器，当它在使用时消耗了大量的发电机的发电量，那么在发电机发电时，就无法给蓄电池充电，那么长此以往，蓄电池将会出现下次无法启动汽车的情况。

因此，如无必要，尽可能将加装的用电设备安装在汽车启动后才能供电的电路中，且在使用特别是大功率电器件中，减少整车其他用电器的使用，使得发电机的电量足够给蓄电池充电，也就是加装的用电器利用其他不使用电量的电器关闭的方式，满足整车的用电平衡。

4 结语

整车的电路设计都是有非常严格设计规范和要求，了解这些要求，对于加装电器设备的工作有很大的帮助，本文做的仅为部分简单的电路设计分析，但通过上述的一些方法，能够帮助加装设备的车辆电路风险降低。当然不建议对整车进行任何的电器设备的加装或改装。

参考文献

[1]付国良.整车电平衡设计及验证方法[J].汽车电器，2015，（1）：6-8.

（作者单位：奇瑞汽车股份有限公司 电子电器院）