汽車(chē)電線發(fā)煙曲線淺析

一、什么是發(fā)煙曲線？

所謂發(fā)煙曲線，即汽車(chē)電線由于過(guò)載電流導(dǎo)致汽車(chē)電線溫度過(guò)高造成絕緣材料破 壞的失效模式確定現(xiàn)象為發(fā)煙情況下，極限過(guò)載電流和發(fā)煙開(kāi)始時(shí)間的關(guān)系曲線。這個(gè)概念來(lái)源于日本汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JASO D609。

二、JASO D609標(biāo)準(zhǔn)介紹

JASO D609標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于汽車(chē)電線載流量的標(biāo)準(zhǔn)，是汽車(chē)線束設(shè)計(jì)的重要參考資料。

JASO D609最早發(fā)布于1975年，歷經(jīng)1990版本、2001版本和2012版本，最新 版本是2017版本。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了汽車(chē)電線的載流量及其額定值（額定電流）和溫升，由于成束造 成的額定電流的下降和系數(shù)，也定義了過(guò)載電流以及極限過(guò)載電流和時(shí)間。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提出了一種由于過(guò)載電流使汽車(chē)電線溫度升高導(dǎo)致絕緣材料破壞的失效模式的現(xiàn)象-發(fā)煙，極限過(guò)載電流和發(fā)煙可開(kāi)始時(shí)間的關(guān)系曲線即發(fā)煙曲線

在早期版本（2001以及以前版本），標(biāo)準(zhǔn)給出了各種日標(biāo)汽車(chē)電線不同環(huán)境溫度的載流量、成束降低系數(shù)和發(fā)煙開(kāi)始時(shí)間曲線或列表?？梢宰鳛椴捎萌諛?biāo)電線設(shè)計(jì)整 車(chē)電路和線束的依據(jù)。在標(biāo)準(zhǔn)的《編制說(shuō)明》中描述了標(biāo)準(zhǔn)正文中相關(guān)結(jié)果的理論計(jì)算依據(jù)和具體參數(shù)，并且描述了簡(jiǎn)單示意性的試驗(yàn)驗(yàn)證方案。圖1就是標(biāo)準(zhǔn)的《編制說(shuō)明》中關(guān)于發(fā)煙開(kāi)始時(shí)間的試驗(yàn)示意圖，試驗(yàn)至少需要一個(gè)大的恒流源和一個(gè)足以 保持溫度恒定的大的恒溫箱完成。

圖1發(fā)煙試驗(yàn)示意圖

但JASO D611標(biāo)準(zhǔn)的《編制說(shuō)明》也強(qiáng)調(diào)其內(nèi)容只是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)正文的解釋說(shuō)明，并 不構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

JASO D609標(biāo)準(zhǔn)從2012版開(kāi)始，內(nèi)容改動(dòng)很大，主要更改包括：

把汽車(chē)電線的確定額定電流，和極限過(guò)載電流的理論依據(jù)和計(jì)算方法作為正文,并給出了相應(yīng)的參數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)正文不再直接給出各種型號(hào)汽車(chē)電線的額定電流和極限過(guò)載電流的結(jié)果，只在附錄中給出一個(gè)AVSS型電線的結(jié)果示例。

標(biāo)準(zhǔn)不再把發(fā)煙作為絕緣材料失效模式的唯一現(xiàn)象，增加了熱變形作為一種失效模式的現(xiàn)象。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)多年的研究發(fā)現(xiàn)并不是所有材料都發(fā)煙。而熱變 形是無(wú)法用肉眼觀察獲得的

標(biāo)準(zhǔn)直接給出了不同型號(hào)電線絕緣材料可耐受的長(zhǎng)期工作溫度和瞬間過(guò)載電流的最高溫度。這些理論上可以通過(guò)通過(guò)不同溫度的發(fā)煙和熱變形測(cè)試而獲得， 但實(shí)際并非能簡(jiǎn)單獲得可靠的數(shù)據(jù)。

三、發(fā)煙試驗(yàn)存在的問(wèn)題和分析

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，發(fā)煙試驗(yàn)可操作性不高，往往得不到準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。主要問(wèn)題如下：

正如標(biāo)準(zhǔn)最新版本所述，所謂發(fā)煙主要集中在PVC材料，很多材料并不發(fā)煙或發(fā)煙不明顯，如硅橡膠材料，低煙無(wú)鹵材料等。

發(fā)煙不是瞬間發(fā)生的，它有一個(gè)逐漸的過(guò)程，沒(méi)有一個(gè)明顯的界定點(diǎn)，導(dǎo)致操 作者無(wú)法清楚判定。

由于造成汽車(chē)電線的升溫的熱源是由導(dǎo)體產(chǎn)生的，所以絕緣的溫度上升是由里 到外的（見(jiàn)圖2）。當(dāng)觀察到發(fā)煙時(shí)，往往接近導(dǎo)體的部位已經(jīng)超過(guò)絕緣材料允許的過(guò)載溫度。這種情況對(duì)于小截面薄壁電線不太明顯，上可以容忍，但對(duì)于大截面厚壁電線，特別是帶護(hù)套帶屏蔽的電纜，影響就比較大了，會(huì)產(chǎn)生過(guò)于樂(lè)觀誤導(dǎo)的結(jié)果。

表2 電線溫度分布示意圖

四、總結(jié)

和JASO D609不同，德國(guó)團(tuán)體（大眾、奔馳、寶馬、保時(shí)捷和奧迪）標(biāo)準(zhǔn)LV 112- 3是把計(jì)算過(guò)載時(shí)間的極限過(guò)載溫度設(shè)定為額定溫度+50°C，這和ISO 19642國(guó)際標(biāo)準(zhǔn), GB/T25085國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以及QC/T1037的熱過(guò)載試驗(yàn)溫度是一致的，對(duì)于每一個(gè)產(chǎn)品 都是可以有一個(gè)確定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的。

一旦極限過(guò)載溫度確定了，為了確定過(guò)載時(shí)間，重要的是確定具體型號(hào)規(guī)格電線的時(shí)間常數(shù)，這個(gè)需要計(jì)算電線的熱阻和熱容，熱阻和熱容和材料固有特性、以及結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。JASO D611LV 112-3都有相似的理論計(jì)算方法。相應(yīng)參數(shù)也可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試取得，或從文獻(xiàn)中獲得。

發(fā)煙不是汽車(chē)電線由于熱過(guò)載導(dǎo)致失效模式的唯一現(xiàn)象，也不是一個(gè)十分明確和 清晰的現(xiàn)象，而且可探測(cè)度也不高。

審核編輯 ：李倩