一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法与流程

1.本发明属于保险丝配电设计技术领域，具体涉及一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法。


背景技术：

2.保险丝是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件,是在电路中故意设计的一个薄弱环节；其作用是保护电路(线路)及用电设备，不因短路、过载故障而过热损坏。当电路发生故障或异常时，伴随着电流的不断升高，电路中的某些重要器件或贵重器件有可能损坏，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地设置了保险丝，那么其就会在电流异常升高到一定高度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。保险丝以防止短路，保护电路为主，防止过载，保护用电设备为辅。保险丝的配电设计是否合理直接影响到整车的行车安全及各用电器功能的可靠实现。
3.在整车配电设计过程中，出于成本、布置空间等因素的考虑，不会为整车所用用电器都单独设立保险，这样在保险丝配电的设计过程中，就需要结合各负载用电器的安全等级，合理的进行合并与隔离。保险丝配电设计是否合理直接影响到整车的行车安全及各用电器功能的可靠实现，作为设计人员，除了要对保险丝本身的特性了解外，还需要对各电器负载的使用工况进行深入的研究，来保证设计的合理可靠。如保险丝合并设计不合理，对应安全等级不同的用电器，未做到有效隔离，当低安全等级用电器出现异常时，导致保险熔断后，影响高安全等级用电器的使用，从而影响整车行车安全及功能的实现。例如，在某车型的配电设计中，将氛围灯与escl(经bcm控制)零部件共用一路保险丝。当氛围灯内部元器件短路时，导致该路保险丝熔断，导致同保险丝下用电器escl失去供电，导致整车无法启动，影响用户使用。
4.现有技术公开了一种汽车保险丝容量设计方法，该保险丝用于包含若干汽车用电器的电路中，该方法包括：根据工作时间，对若干汽车用电器进行分类；获得每一汽车用电器的工作电流数据；计算每一汽车用电器在一时间间隔序列内的均方根电流；将每一所述汽车用电器的均方根电流按相同时间间隔相加，得到该汽车电器的总均方根电流；根据所述总均方根电流获得该汽车的保险丝理论最低熔断电流，根据该理论熔断电流选择汽车保险丝。该保险丝设计方法同时兼顾长时工作电流和短时工作电流对保险丝的影响，使保险丝容量的设计更加精准，相比现有设计方式可以提高至少一个规格等级的准确度，还便于针对不同时间间隔的电流设计电子保险丝的保护策略。此现有技术仅是针对负载用电电流，分类统计用于计算保险丝容量的设计方法，并未给出用电器安全等级的判断依据及说明，也未给出电器保险丝布置位置及合并原则分析，来保证整车保险丝配电设计的合理可靠，并非针对不同用电器安全等级进行汽车保险丝配电的设计方法。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种基于用电器安全等级的保险
丝配电设计方法，该方法基于汽车用电器的使用工况，给出用电器安全等级的判断依据及说明，结合用电器供电类型的需求，同时开展用电器保险丝布置位置及合并原则分析，来保证整车保险丝配电设计的合理可靠，并对配电计算方法进行表格化管理，统筹配电设计参考维度，包括供电档位、供电位置、保险丝类型、容量、线径匹配类型及规格、负载用途、特性、额定电流、安全等级、环境温度等信息，便于更新维护及审核。
6.本发明通过如下技术方案实现：
7.一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，具体包括如下步骤：
8.步骤s1：对用电器供电安全进行等级分类及说明；
9.步骤s2：根据整车的供电档位要求，识别整车各用电器电源类型；
10.步骤s3：各用电器保险丝布置位置分析；
11.步骤s4：根据保险丝合并原则分析要素，判断整车配电是否合理，形成配电设计统计表，统筹配电设计参考维度。
12.进一步地，所述步骤s1中，所述对用电器供电安全进行等级分类及说明的具体过程为：
13.用电器安全等级分为2级：按照安全件和舒适件进行分类；
14.第1级：安全件指和行驶、碰撞安全、自动驾驶高速应用工况相关的用电器，此类电源如果切断将会影响动力总成的工作或对乘员的安全保护或对行车安全造成影响；
15.第2级：与行车安全无关的舒适件，分为两种情况：分为重点件及非重点件。
16.进一步地，舒适类重点件：与行车安全无关，但用户能强烈感知到相关功能，使用频次相对较高，且对行驶有一定辅助功能的用电器；舒适类非重点件：与行车安全无关，除重点件外供电的功能相对次要的用电器。
17.进一步地，所述步骤s2中，供电档位包括：
18.日系车辆：off、acc、ig、start四个档位；
19.德系车辆：off、ig、start三个档位；
20.进一步地，所述步骤s3中，所述各用电器保险丝布置位置分析的具体过程为：
21.关注涉及碰撞安全相关用电器保险丝的布置位置，包括ems/vcu/mcu/bms/ibc(esp)的供电保险丝布置在主配电盒非溃缩区或仪表板配电盒内；相关功能类供电保险丝布置在仪表板配电盒内。
22.进一步地，所述相关功能类供电保险丝包括bcm及ivi。
23.进一步地，所述步骤s4中，所述保险丝合并原则如下：
24.1)、对于安全等级为1级的用电器，其电源回路单独设置保险丝；
25.2)、对于安全等级同为1级但各项功能有相互牵制的用电器，其中，互相牵制是指若一项功能失效，另一项功能也无法实现；其电源回路可合并共用保险丝；
26.3)、对于安全等级为2级的用电器，若为非重点件，可将保险丝合并设计；
27.4)、结合保险丝布置区域要求，综合考虑供电区域导致回路长度及焊点的影响判断是否进行保险丝的合并设计；
28.5)、结合整车emc的要求，对大电流和干扰设备采用单独的保险丝。
29.进一步地，所述大电流和干扰设备包括：鼓风机、冷却风扇、雨刮电机、车窗升降电机、门锁电机、后除霜等；喇叭、点火线圈、无线充电、etc、usb等。
30.与现有技术相比，本发明的优点如下：
31.本发明的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，通过分析各用电器的安全等级、供电档位、布置区域、供电导线线径等要求，给出保险丝配电的设计方法，并对配电设计方法进行表格化管理，统筹配电设计参考维度，包括供电档位、供电位置、保险丝类型、容量、线径匹配类型及规格、负载用途、特性、额定电流、安全等级、环境温度等信息，便于更新维护及审核，有效提升整车保险丝配电设计的可靠性、安全性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
33.图1为本发明的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法的流程示意图。
具体实施方式
34.为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
38.实施例1
39.一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，具体包括如下步骤：
40.步骤s1：对用电器供电安全进行等级分类及说明；
41.步骤s2：根据整车的供电档位要求，识别整车各用电器电源类型；
42.步骤s3：各用电器保险丝布置位置分析；
43.步骤s4：根据保险丝合并原则分析要素，判断整车配电是否合理，形成配电设计统
计表，统筹配电设计参考维度。
44.实施例2
45.如图1所示，为本实施例的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法的流程示意图，所述设计方法具体包括如下步骤：
46.步骤s1：对用电器供电安全进行等级分类及说明；
47.用电器安全等级分为2级：按照安全件和舒适件进行分类；
48.第1级：安全件指和行驶、碰撞安全、自动驾驶高速应用工况相关的用电器，此类电源如果切断将会影响动力总成的工作或对乘员的安全保护或对行车安全造成影响；
49.第2级：与行车安全无关的舒适件，分为两种情况：分为重点件及非重点件。
50.舒适类重点件：与行车安全无关，但用户能强烈感知到相关功能，使用频次相对较高，且对行驶有一定辅助功能的用电器；舒适类非重点件：与行车安全无关，除重点件外供电的功能相对次要的用电器。
51.具体用电器配电安全等级划分如表1所示；
52.表1为用电器配电安全等级划分
[0053][0054]
步骤s2：根据整车的供电档位要求，识别整车各用电器电源类型；
[0055]
其中，供电档位包括：
[0056]
日系车辆：off、acc、ig、start四个档位；
[0057]
德系车辆：off、ig、start三个档位；
[0058]
各档位接通时，接通的电源类型如下，需为各用电器提供相应的供电档位需求，不可错接：
[0059]
日系车辆的档位与电源类型对应关系如表2所示；
[0060]
表2为日系车辆的档位与电源类型对应关系表
[0061]
启动开关档位4档接通电源类型
offb+accb+、accigb+、acc、ig1、ig2startb+、ig1、st(硬线或总线)
[0062]
德系车辆的档位与电源类型对应关系如表3所示；
[0063]
表3为德系车辆的档位与电源类型对应关系表
[0064]
启动开关档位3档接通电源类型offb+igb+、ig1、ig2(电量使能)startb+、ig1、st(总线)
[0065]
步骤s3：各用电器保险丝布置位置分析；
[0066]
重点关注涉及碰撞安全相关用电器保险丝的布置位置：如ems/vcu/mcu/bms/ibc(esp)等的供电保险丝要布置在主配电盒非溃缩区(发生碰撞事故时)或仪表板配电盒内；bcm(门锁解锁、tbox、双闪)、ivi(ecall)相关功能供电保险丝布置在仪表板配电盒内。
[0067]
步骤s4：根据保险丝合并原则分析要素，判断整车配电是否合理，形成配电设计统计表，统筹配电设计参考维度。
[0068]
所述保险丝合并原则如下：
[0069]
1)、对于安全等级为1级的用电器，其电源回路单独设置保险丝；
[0070]
2)、对于安全等级同为1级但各项功能有相互牵制的用电器，其中，互相牵制是指若一项功能失效，另一项功能也无法实现；其电源回路可合并共用保险丝；
[0071]
3)、对于安全等级为2级的用电器，若为非重点件，可将保险丝合并设计；
[0072]
4)、结合保险丝布置区域要求，综合考虑供电区域导致回路长度及焊点的影响判断是否进行保险丝的合并设计；
[0073]
5)、结合整车emc的要求，对大电流和干扰设备采用单独的保险丝；常见的此类零部件包括：鼓风机、冷却风扇、雨刮电机、车窗升降电机、门锁电机、后除霜等；喇叭、点火线圈、无线充电、etc、usb等。
[0074]
综合上述各项保险丝合并原则分析要素，判断整车配电是否合理，形成配电设计统计表，统筹配电设计参考维度，包括供电档位、供电位置、保险丝类型、容量、线径匹配类型及规格、负载用途、特性、额定电流、安全等级、环境温度等信息，便于更新维护及审核，有效提升整车保险丝配电设计的可靠性、安全性。
[0075]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0076]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0077]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤s1：对用电器供电安全进行等级分类及说明；步骤s2：根据整车的供电档位要求，识别整车各用电器电源类型；步骤s3：各用电器保险丝布置位置分析；步骤s4：根据保险丝合并原则分析要素，判断整车配电是否合理，形成配电设计统计表，统筹配电设计参考维度。2.如权利要求1所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述对用电器供电安全进行等级分类及说明的具体过程为：用电器安全等级分为2级：按照安全件和舒适件进行分类；第1级：安全件指和行驶、碰撞安全、自动驾驶高速应用工况相关的用电器，此类电源如果切断将会影响动力总成的工作或对乘员的安全保护或对行车安全造成影响；第2级：与行车安全无关的舒适件，分为两种情况：分为重点件及非重点件。3.如权利要求2所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，舒适类重点件：与行车安全无关，但用户能强烈感知到相关功能，使用频次相对较高，且对行驶有一定辅助功能的用电器；舒适类非重点件：与行车安全无关，除重点件外供电的功能相对次要的用电器。4.如权利要求1所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，所述步骤s2中，供电档位包括：日系车辆：off、acc、ig、start四个档位；德系车辆：off、ig、start三个档位。5.如权利要求1所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述各用电器保险丝布置位置分析的具体过程为：关注涉及碰撞安全相关用电器保险丝的布置位置，包括ems/vcu/mcu/bms/ibc/esp的供电保险丝布置在主配电盒非溃缩区或仪表板配电盒内；相关功能类供电保险丝布置在仪表板配电盒内。6.如权利要求1所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，所述相关功能类供电保险丝包括bcm及ivi。7.如权利要求1所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述保险丝合并原则如下：1)、对于安全等级为1级的用电器，其电源回路单独设置保险丝；2)、对于安全等级同为1级但各项功能有相互牵制的用电器，其中，互相牵制是指若一项功能失效，另一项功能也无法实现；其电源回路可合并共用保险丝；3)、对于安全等级为2级的用电器，若为非重点件，可将保险丝合并设计；4)、结合保险丝布置区域要求，综合考虑供电区域导致回路长度及焊点的影响判断是否进行保险丝的合并设计；5)、结合整车emc的要求，对大电流和干扰设备采用单独的保险丝。8.如权利要求1所述的一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，其特征在于，所述大电流和干扰设备包括：鼓风机、冷却风扇、雨刮电机、车窗升降电机、门锁电机、后除霜等；喇叭、点火线圈、无线充电、etc、usb。

技术总结
本发明公开了一种基于用电器安全等级的保险丝配电设计方法，属于保险丝配电设计技术领域，具体包括如下步骤：对用电器供电安全进行等级分类及说明；根据整车的供电档位要求，识别整车各用电器电源类型；各用电器保险丝布置位置分析；根据保险丝合并原则分析要素，判断整车配电是否合理，形成配电设计统计表，统筹配电设计参考维度。该方法基于汽车用电器的使用工况，给出用电器安全等级的判断依据及说明，结合用电器供电类型的需求，同时开展用电器保险丝布置位置及合并原则分析，来保证整车保险丝配电设计的合理可靠，并对配电计算方法进行表格化管理，统筹配电设计参考维度，便于更新维护及审核。更新维护及审核。更新维护及审核。


技术研发人员：王宇 马文峰 马良 王思尧 杨冬冬 吴兴亮 张怡峰 拱世龙 佟佰凇 王天洋
受保护的技术使用者：一汽奔腾轿车有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/13