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守护电动汽车的安全—车用熔断器检测
2021-06-23 23:36:52· 来源：横河测试测量
熔断器是一种广泛应用的保护性电器，用以保护电路中的电气设备。当电路发生故障或异常时，随着电流的升高，电路中的某些重要器件有可能受到损坏，也有可能烧毁电
熔断器是一种广泛应用的保护性电器，用以保护电路中的电气设备。当电路发生故障或异常时，随着电流的升高，电路中的某些重要器件有可能受到损坏，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。如果电路中正确安置了熔断器，熔断器就会在电流异常升高到一定程度时，熔断自身切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。
电动汽车是由相对昂贵的部件（如电池、电力电子部件、接触器等）组成，为了保护这些部件免受电涌或其他过流故障的影响，一个重要措施就是合理选择熔断器。相对于传统行业，新能源汽车行业对熔断器的要求更高。
熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成，如下图所示。它具备结构简单、体积小、重量轻、使用和维修方便等优点。
▲高压熔断器结构组成示意图
▲熔断器短路过流分断示意图
熔断器本身的性能也需要通过检测来验证，目前车辆熔断器执行的标准是GB/T 31465.4-2015，其中第四部分主要是电气相关测试。
根据此标准，车辆用熔断器一般需要测试如下电气项目：电压降、电流循环冲击、熔断时间、电流梯度、熔断容量、温升试验等。横河新款示波记录仪DL950可以全面满足上述项目的测试。
横河新款示波记录仪DL950拥有21种不同的模块，最大8G的存储深度，配备512G的SSD硬盘，通道间隔离，最高采样率可达200MS/s，所有通道可以单独设置采样率，并且在业内首次实现10GE 高速数据光纤传输。单机最多32通道，可以实现5台主机(160通道)同步测试。
DL950同时将示波器的高速采样与记录仪的长期数据记录能力进行了独特的结合。拥有高比特分辨率测量信号以及卓越的抗噪和隔离技术，可在恶劣环境中使用——是汽车熔断器测量的理想仪器。
车用熔断器检测解决方案（一）
第一部分：电压降、电流循环冲击、熔断时间、电流梯度、熔断容量等。
01 电压降的测试
试验方法：应在熔断器端子上的1点测量电压降Uab，如下图所示；
02 电流循环冲击
试验要求：电流从2IR点降到1.25IR和1.35IR之间的时间应在0.25s内，每个周期的最初10s，稳态电流不应低于0.5IR。电流循环冲击试验脉冲如下图所示
03 熔断时间、电流梯度、熔断容量
熔断后，在额定电压下通过熔断器的电流不应超过0.5mA。
DL950应对以上电气测试项目的优势
1 最大可选配8Gpts存储深度可以记录整个试验过程的电压降、接口电压、电流等波形，通过参数测量及光标测量可以快速得到测量参数。GO/NOGO功能可以按照区域或者参数进行结果判定。
2 高分辨率的测量模块，DC精度高达±0.25%，配合高精度电流探头可以进行微小电流的测量；通道间隔离，轻松测量浮地电压，并且配合多种高压差分探头可方便地进行高压测量。
3 丰富的触发功能可以应对多种采集需求。
4 1台仪器最多32通道，多台仪器同步最多可达到160通道，可以同时开展多个试验，大大提高测试效率。
车用熔断器检测解决方案（二）
第二部分：温升测试
试验条件：试验电流为0.5IR时，温度稳定后，在标准试验夹具的温升测量点测量熔断器温升值。
试验要求：最大温升不超过50℃、70℃（依额定电流而定）或由供需双方协商商定。
DL950对应温升测试的优势
1 多种温度模块可以进行多通道的温度测量，配合热电偶可以对熔断器进行铜排及瓷瓶温度测量。
2 最大8G存储深度和512G硬盘，可以进行超长时间的数据记录。
3 多种模块组合测量，可以同时对电流、电压等曲线和温升曲线一起记录，方便分析不同试验状态下的温升状况。
车用熔断器检测解决方案（三）
第三部分：I2t（熔断热能值）特性测试
I2t特性是预期电流的函数。通常熔断器的保护性能在熔断时间小于0.1s时用I2t特性表征；在熔断时间大于0.1s时，则用弧前电流-时间特性表征。I2t 是短路电流状况下较精确选择熔断器的依据。在通过大电流，弧前时间10ms以下，熔断器弧前I2t和熔断器结构及设计有关，而熔断I2t不仅和熔断器结构及设计有关，和线路电压及电路的参数直接有关。因此I2t（熔断热能值）是熔断器选型中最常见的指标。
DL950对于该参数的采集实测如下图所示：
DL950对应I2t特性测试的优势
1 模块最大可达200MS/s的采样率，配合8G的大内存，可以满足对于瞬时电流波形的完整采集。
2 独有的实时运算功能，可以把I2t的曲线进行实时显示并进行参数测量。
3 不同的通道可以单独设置采样率、既实现对多种复杂信号同时采集又节省了内存，达到最佳利用效果。
电动汽车是由相对昂贵的部件（如电池、电力电子部件、接触器等）组成，为了保护这些部件免受电涌或其他过流故障的影响，一个重要措施就是合理选择熔断器。相对于传统行业，新能源汽车行业对熔断器的要求更高。
熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成，如下图所示。它具备结构简单、体积小、重量轻、使用和维修方便等优点。
▲高压熔断器结构组成示意图
▲熔断器短路过流分断示意图
熔断器本身的性能也需要通过检测来验证，目前车辆熔断器执行的标准是GB/T 31465.4-2015，其中第四部分主要是电气相关测试。
根据此标准，车辆用熔断器一般需要测试如下电气项目：电压降、电流循环冲击、熔断时间、电流梯度、熔断容量、温升试验等。横河新款示波记录仪DL950可以全面满足上述项目的测试。
横河新款示波记录仪DL950拥有21种不同的模块，最大8G的存储深度，配备512G的SSD硬盘，通道间隔离，最高采样率可达200MS/s，所有通道可以单独设置采样率，并且在业内首次实现10GE 高速数据光纤传输。单机最多32通道，可以实现5台主机(160通道)同步测试。
DL950同时将示波器的高速采样与记录仪的长期数据记录能力进行了独特的结合。拥有高比特分辨率测量信号以及卓越的抗噪和隔离技术，可在恶劣环境中使用——是汽车熔断器测量的理想仪器。
车用熔断器检测解决方案（一）
第一部分：电压降、电流循环冲击、熔断时间、电流梯度、熔断容量等。
01 电压降的测试
试验方法：应在熔断器端子上的1点测量电压降Uab，如下图所示；
02 电流循环冲击
试验要求：电流从2IR点降到1.25IR和1.35IR之间的时间应在0.25s内，每个周期的最初10s，稳态电流不应低于0.5IR。电流循环冲击试验脉冲如下图所示
03 熔断时间、电流梯度、熔断容量
熔断后，在额定电压下通过熔断器的电流不应超过0.5mA。
DL950应对以上电气测试项目的优势
1 最大可选配8Gpts存储深度可以记录整个试验过程的电压降、接口电压、电流等波形，通过参数测量及光标测量可以快速得到测量参数。GO/NOGO功能可以按照区域或者参数进行结果判定。
2 高分辨率的测量模块，DC精度高达±0.25%，配合高精度电流探头可以进行微小电流的测量；通道间隔离，轻松测量浮地电压，并且配合多种高压差分探头可方便地进行高压测量。
3 丰富的触发功能可以应对多种采集需求。
4 1台仪器最多32通道，多台仪器同步最多可达到160通道，可以同时开展多个试验，大大提高测试效率。
车用熔断器检测解决方案（二）
第二部分：温升测试
试验条件：试验电流为0.5IR时，温度稳定后，在标准试验夹具的温升测量点测量熔断器温升值。
试验要求：最大温升不超过50℃、70℃（依额定电流而定）或由供需双方协商商定。
DL950对应温升测试的优势
1 多种温度模块可以进行多通道的温度测量，配合热电偶可以对熔断器进行铜排及瓷瓶温度测量。
2 最大8G存储深度和512G硬盘，可以进行超长时间的数据记录。
3 多种模块组合测量，可以同时对电流、电压等曲线和温升曲线一起记录，方便分析不同试验状态下的温升状况。
车用熔断器检测解决方案（三）
第三部分：I2t（熔断热能值）特性测试
I2t特性是预期电流的函数。通常熔断器的保护性能在熔断时间小于0.1s时用I2t特性表征；在熔断时间大于0.1s时，则用弧前电流-时间特性表征。I2t 是短路电流状况下较精确选择熔断器的依据。在通过大电流，弧前时间10ms以下，熔断器弧前I2t和熔断器结构及设计有关，而熔断I2t不仅和熔断器结构及设计有关，和线路电压及电路的参数直接有关。因此I2t（熔断热能值）是熔断器选型中最常见的指标。
DL950对于该参数的采集实测如下图所示：
DL950对应I2t特性测试的优势
1 模块最大可达200MS/s的采样率，配合8G的大内存，可以满足对于瞬时电流波形的完整采集。
2 独有的实时运算功能，可以把I2t的曲线进行实时显示并进行参数测量。
3 不同的通道可以单独设置采样率、既实现对多种复杂信号同时采集又节省了内存，达到最佳利用效果。
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