通過 AEC-Q200 認(rèn)證的保險(xiǎn)絲在汽車環(huán)境中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用

作者：Rolf Horn

投稿人：DigiKey 歐洲編輯

自十九世紀(jì)末電氣照明問世以來(lái)，保險(xiǎn)絲就一直被用作必不可少的保護(hù)裝置。在發(fā)生負(fù)載短路等故障的情況下，保險(xiǎn)絲通過中斷電流來(lái)保護(hù)設(shè)備，使其免受故障影響。這種中斷可以保護(hù)線路、電子設(shè)備和負(fù)載，避免災(zāi)難性損壞。因此，保險(xiǎn)絲可以最大限度地降低發(fā)生故障時(shí)的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)。

保險(xiǎn)絲提供的保護(hù)對(duì)于不斷增長(zhǎng)的汽車市場(chǎng)和電動(dòng)汽車 (EV) 需求尤其有益。由于電動(dòng)汽車需要進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換，以及電子系統(tǒng)數(shù)量的不斷增加，電路保護(hù)已成為保護(hù)電動(dòng)汽車中大量設(shè)備的必備功能。

汽車保險(xiǎn)絲

典型汽車保險(xiǎn)絲的工作原理是熔斷導(dǎo)電鏈路。電弧隨之產(chǎn)生，將鏈路變?yōu)殚_路。電流脈沖（幅度、形狀和時(shí)間）、環(huán)境溫度和保險(xiǎn)絲特性決定了保險(xiǎn)絲熔斷的溫度。不同額定保險(xiǎn)絲電流下的時(shí)間-電流曲線（稱為 TCC）有助于確定特定電流下的中斷時(shí)間。該中斷時(shí)間和熔化能量（I^2^ x t，其中 I 是電流，t 是時(shí)間）有助于確定[適合給定應(yīng)用的保險(xiǎn)絲]。汽車保險(xiǎn)絲不斷發(fā)展，以滿足不斷變化的行業(yè)需求。上世紀(jì) 60 年代，玻璃管保險(xiǎn)絲的使用非常普遍。目前使用最多的是更小巧的刀片式保險(xiǎn)絲。這些保險(xiǎn)絲大多響應(yīng)迅速（幾毫秒內(nèi)），有利于防止敏感電子設(shè)備遭受損壞，但由于啟動(dòng)時(shí)的涌流較大，因此不適用于電機(jī)。慢熔保險(xiǎn)絲專為電機(jī)應(yīng)用而開發(fā)，其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾秒。汽車應(yīng)用對(duì)保險(xiǎn)絲的其他一些特性要求包括：

• 預(yù)計(jì)在不久之后，母線的電壓將提高至 800 V。因此，我們需要超過 1,000 V 的額定電壓，并要高度重視在這些電壓下產(chǎn)生的電弧放電，以防止電路損壞。
• 由于故障可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故，因而保險(xiǎn)絲必須具備高可靠性。
• 工作環(huán)境溫度的范圍大。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中使用的保險(xiǎn)絲可能在 -40?C 至 +150?C 甚至更廣的溫度范圍內(nèi)工作。
• 在給定電池電量的情況下，要提高車輛性能和續(xù)航能力，電動(dòng)汽車中使用的所有元器件都必須實(shí)現(xiàn)尺寸、重量和外形尺寸最小化的關(guān)鍵目標(biāo)。
• 由于路況和駕駛條件不同，抗振性也是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。

AEC-Q200 汽車標(biāo)準(zhǔn)

克萊斯勒、福特和通用汽車公司于上世紀(jì) 90 年代成立了汽車電子委員會(huì) (AEC)，旨在建立共同的質(zhì)量體系，并統(tǒng)一汽車應(yīng)用的零件合格標(biāo)準(zhǔn)。AEC-Q200 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋無(wú)源元器件的應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證。早期的 AEC-Q200 D 版本自 2010 年 6 月生效，涵蓋電阻器、電容器、變壓器、諧振器、晶體、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、熱敏電阻器、壓敏電阻器等元器件。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了無(wú)源元器件的兩個(gè)主要應(yīng)力類別：

• 環(huán)境應(yīng)力：包括溫度循環(huán)、濕度偏差、高溫儲(chǔ)存和高溫工作壽命測(cè)試。
• 物理應(yīng)力：包括振動(dòng)、機(jī)械沖擊、可焊性和耐焊接熱性、可燃性、端子強(qiáng)度和耐溶劑性。

2023 年 3 月發(fā)布的 AEC-Q200 E 版本增加了對(duì)保險(xiǎn)絲的可靠性要求。如圖 1 所示，E 版本包含一份全面的應(yīng)力測(cè)試清單，其中包含了上述環(huán)境應(yīng)力和物理應(yīng)力因素。

圖 1：AEC-Q200 E 版本規(guī)定的保險(xiǎn)絲應(yīng)力測(cè)試示意圖。（圖片來(lái)源：[Littelfuse]）

如圖 1 所示，AEC-Q200 E 版本的應(yīng)力條件比典型非汽車測(cè)試更為嚴(yán)格?，F(xiàn)在增加了一些關(guān)鍵測(cè)試，例如在指定最高工作溫度下進(jìn)行 1,000 小時(shí)的工作壽命測(cè)試。保險(xiǎn)絲測(cè)試方法要求進(jìn)行應(yīng)力前和應(yīng)力后的電阻測(cè)量，以及應(yīng)力后的載流能力和過載測(cè)試。AEC-Q200 E 版本的目標(biāo)是提供一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)，讓制造商使用該標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和測(cè)試在汽車市場(chǎng)中使用的保險(xiǎn)絲。

Littelfuse 通過 AEC-Q200 E 版本認(rèn)證的保險(xiǎn)絲

Littelfuse 擁有悠久的汽車保險(xiǎn)絲開發(fā)和生產(chǎn)歷史。該公司在上世紀(jì) 30 年代首次推出汽車保險(xiǎn)絲，他們的 ^ATO?^ 快速熔斷刀片式保險(xiǎn)絲被視為全球標(biāo)準(zhǔn)。Littelfuse 為保險(xiǎn)絲的 E 版本應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，因?yàn)槠鋬?nèi)部的汽車保險(xiǎn)絲認(rèn)證測(cè)試已與 AEC-Q200 E 版本保持一致。

圖 2 顯示了 Littelfuse 生產(chǎn)的汽車應(yīng)用保險(xiǎn)絲產(chǎn)品系列。這些系列分為多種主體樣式，如通孔式、表面貼裝式和盒式。

圖 2：Littelfuse 適用于汽車應(yīng)用的 AEC-Q200 認(rèn)證保險(xiǎn)絲產(chǎn)品系列。（圖片來(lái)源：Littelfuse）

下面列出了部分 AEC-Q200 認(rèn)證保險(xiǎn)絲的詳細(xì)信息：

• [828 系列盒式保險(xiǎn)絲]的高壓額定值為 1,000 V 直流 ，額定電壓下的分?jǐn)嗄芰?10 kA。這些產(chǎn)品面向 OBC 和 PDU 系統(tǒng)。
• 表面貼裝式 [885^Nano2?^]系列的額定電壓高達(dá) 500 V 直流 ，在 350 V直流電壓下的分?jǐn)嗄芰?1,500 A。這些小型保險(xiǎn)絲可用于鋰離子電池組、BMS 和高壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。
• 表面貼裝式薄膜片式保險(xiǎn)絲 [437A]系列的額定電壓為 32 V直流至 125 V 直流 ，額定電壓下的分?jǐn)嗄芰?50 A。該系列產(chǎn)品的基底面較小，響應(yīng)速度快，非常適合為 LED 前照燈、導(dǎo)航系統(tǒng)、TFT 顯示屏等緊湊型汽車電子部件提供次級(jí)電路保護(hù)。
• 通孔陶瓷體 [^PICOII?^ 521]系列是響應(yīng)非?？斓谋ｋU(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。這些產(chǎn)品可用于提供 BMS 保護(hù)。

總結(jié)

電動(dòng)汽車需要更多的電子和電能轉(zhuǎn)換元器件和模塊。保險(xiǎn)絲扮演著至關(guān)重要的安全角色，不僅保護(hù)電子元件、線路和設(shè)備，還保護(hù)駕駛車輛的人員。將保險(xiǎn)絲納入 AEC-Q200 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，可確保這些重要元器件符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。Littelfuse 提供一系列通過 AEC-Q200 認(rèn)證的保險(xiǎn)絲，可用于各種電動(dòng)汽車過流保護(hù)應(yīng)用。