2.2案例二
某车出现水温过高的现象,发动机水温报警,经查发现熔断丝底座和塑料壳熔融,少部分熔断丝熔断,都为长里程故障,如图2所示。该车熔断丝盒采用了阻燃设计,阻燃等级为V0,在没有明火的情况下,不会出现严重的过热或者起火故障。
该车风扇熔断丝在发动机舱,额定值为30 A,AUTO规格,扁平直插式设计,绿色。根据售后的信息,发现故障在出租车上高于私家车,出租车在很多城市24 h连续工作,工况比较恶劣。故障发生日期集中在夏季,跟环境温度和空调的使用相关,空调压缩机负荷会增加发动机的负荷,电子风扇需要高速运转以满足冷却系统的要求。冷却风扇为双风扇设计,总的负载如图3所示,高速总电流约为38A,单风扇为19A左右,熔断丝额定值为实际负载稳态工作电流的1.58倍。
根据熔断丝的设计特性,30A的熔断丝可保证25 A以下长期工作,不能出现过度发热的情况,1820 A的负载在30A熔断丝的合理工作区间。夏季高温属于环境温度的影响,内部因素聚焦到熔断丝与熔断丝盒的接触上,熔断丝盒下部端子为冲压结构,音叉式,与熔断丝插片为3段式接触,在最理想的情况下,接触面可视为跟端子宽度相当的一条直线,如图4所示。
而相同规格的跟熔断丝接触的线束端子,采用双面卡夹,接触面可视为2条与宽度相等的直线,在理论上,接触电阻小一半,见图5。AUTO规格熔断丝,连接标准要求接触电阻低于2 mΩ。
另一方面,为了保证音叉的间隙,音叉式端子采用冲压成型,对工艺要求极高,必须保证非常好的产品一致性。同时,为了保证长期的耐久性,要求材料弹性好,长期使用不变形,保证接触点的压力,工艺难度大。
此项目在开发周期和安装体积的约束下,选择了慢熔熔断丝,慢熔熔断丝为螺钉紧固,接触处为一个面,如图6所示,此种接触方式接触电阻非常小,小于1 mΩ。在设计改进后,此故障消除。