节能环保型汽车电路保护方案

近年来，环境不断恶化，温室效应日渐加强，低碳生活的意识便在人们的心中敲起了警钟。电动汽车和混合动力汽车以其环保、节能的优势倍受大众的青睐。汽车工程师迫于政府政策的引导和行业竞争压力，加大资金投放力度，从汽车行业重要电子零部件汽车线束、汽车连接器、电源等为出发点，不断研发出顺应时代发展的节能环保型汽车。
更环保、更轻的设计
对今天的汽车工程师来说，提高燃油经济性和减少温室气体(GHG)排放已经成为重要的设计准则。显而易见，电动汽车和混合动力汽车是应对这些挑战的解决方案，但减轻汽车重量的技术也能提供一些明显的好处，因为减轻汽车重量和滚动阻力可以降低对能源的需求，并有效地减少二氧化碳排放。
除了提高元器件集成度和使用先进材料有助于汽车制造商减轻汽车重量之外，线束重量也是一个让人特别感兴趣的领域，并已经吸引设计工程师重新审视他们的设计方案，以防止汽车电源功能因大电流故障情况而受损。
设计工程师面临的一个挑战是保留和/或增加电路保护器件，它们有助于保护汽车电子系统因可能的过载情况而受损，同时降低总体成本和重量。由于一辆汽车通常可能包含数百个电路和超过一公里的导线，布线系统的复杂性可能使得传统电路设计技术难以使用，并可能导致不必要的过度设计。
许多制造商已经发现，将分布式架构和可复位聚合物正温度系数(PPTC)过流保护器件结合使用可以显著减轻汽车重量。图1和图2显示了传统集中式架构和分布式架构之间的差异。集中式方案要求每个模块由接线盒中一个独立的熔丝保护，见图中黄 色部分。在这种“星形”架构中，每个功能也要求独立的导线，因而增加了重量和成本。相反，在由电源总线供电多个接线盒的分布式架构中，从接线盒出来的每根导线都可以得到一个可复位电路保护器件的保护。
过去，机械强度规定汽车中使用的最细导线直径为0.35平方毫米(22 AWG)，它能承载的电流范围从8A至10A。这个限制在一定程度上抵消了低电流信号电路(如8A以下)中使用PPTC器件带来的好处。不过，目前的导线材料技术可以在给定载流能力下支持更小直径的导线，包括直径0.13平方毫米(26 AWB)、最大电流为5A的导线。当使用分布式架构和PPTC过流保护时，这种先进技术可以减轻更多的重量。