散漫說，車用熔斷器通常稱之為保險絲，保險絲的匹配設計是整車原理設計的重要組成部分，它包括保險絲類型的選擇、容量的選擇、保險絲路徑的設置，保險絲的共用等等一系列的內容。本文主要介紹下保險絲的系統選型方法。以下為正文。
1 熔斷器的工作機理
理解熔斷器的工作機理，是正確進行熔斷器匹配設計的前提。要充分理解保險絲的工作機理，只需要弄懂兩個問題：1是電路中為什么要加保險絲，2是保險絲是如何保護電路的。
電路中為什么要加保險絲？
如果線路中沒有加保險絲，那么一旦電路過載，或者短路發生時，回路中的電流必然增加，這樣當流經導線的電流大小超過導線的承載電流時，導線過載發熱，融化導線絕緣層與銅絲，甚至發生自燃，引發安全事故（燒車）。導線的自然現象見下圖：
弄清了導線自燃產生的原因和后果后，那么就要問了，怎么去避免導線自燃這個問題？
保險絲就是在這樣一個情形下產生的，為了避免導線自燃，我們希望有一個元器件能夠在導線燃燒之前，監測到回路中的過電流，短路電流，并能夠迅速作出反應，能夠迅速對回路進行中斷（保險絲熔斷），從而達到保護導線的目的。
這樣的一個在電路中保護導線的元器件，就是我們說的保險絲，或者叫熔斷器。保險絲是一種熱能響應裝置，它是為了保護線束而有意設計和制造成線路中最弱的一部分，它是對導線進行保護的電氣元件。值得一提的是，在電路中，保險絲只能保護保險絲之后的導線，故保險盡量設置在靠近電源的位置，如下圖所示。倘若距離太遠的話，需要考慮設置上一級保險。
理解了電路中為什么要加保險絲，實際上已經對保險絲的工作機理有了一個比較清晰的認識。弄明白保險絲的主要作用及工作機理對于熔斷器的匹配設計很重要。
保險絲的工作機理是，在電路短路時，在導線冒煙著火時能夠及時的熔斷，以便對電路進行切斷，防止電線燃燒，引起整車自燃。
保險絲具有一定電阻，在流過電流時導體會發熱，隨著時間增加發熱量增加，電流與電阻也增加了產熱速度，保險絲的構造與其安裝確定了散熱速度。
若：產熱速度=散熱速度，在相當長時間內也不會熔斷；
若：產熱速度＞散熱速度，熱量聚集，當溫升達到保險絲的熔點以上保險絲就發生了熔斷。
在電路設計中，保險絲被串在電路電源側，當負載過電流、器件或導線短路，電流產生的熱量在保險絲截面積較小的部分達到熔點而熔斷，保護了該回路的導線，下圖就是保險絲的熔斷過程示意圖。
關于保險絲和導線匹配的作用機理，我線束工程師之家網上還寫了一篇文章，感興趣的可以看下（保險絲與導線的匹配設計）。
2 熔斷器/保險絲的類別及選用
理解了保險絲的工作機理，在進行保險絲的匹配設計之前，還需要了解并熟悉保險絲的類別，不同場景下選用保險絲的類別是不同的。
保險絲的類別介紹
汽車用保險絲標準化程度最高、世界各國汽車制造廠商均在使用，以力特公司的保險絲為例，車用保險絲的具體分類如下：
片式熔斷器（bladefuses）。由兩個片形插頭式輸入輸出端子與一個保險絲組成的電導體件和一個絕緣體組件所構成。也叫做插頭式、插片式、插刀式熔斷器。常見的型號有AUTO，FKS，MINI，FK1，MAXI，FK3，LP-MINI。
插入式熔斷器（cartridgefuses）。由兩個片形插座式輸入輸出端子與一個保險絲組成的電導體件和一個組合的絕緣體組件所構成。也叫做插座式熔斷器、盒式熔斷器。如JCASE，LP-JCASE，MCASE。
旋緊式熔斷器（boltdownfuses）。由兩個片形插頭式的適合螺釘連接的輸入輸出端子與一個保險絲組成的電導體件和一個組合的絕緣體組件所構成。也叫做螺栓緊固式熔斷器。如MIDI/BF1，MEGA。
目前，汽車上常用的保險絲主要有：Mega，Mini，Midi，JCASE。
保險絲的類型選擇
前文我們已經熟悉了保險絲的不同分類，接下來，散漫要介紹下熔斷器/保險絲的類型該如何選擇。
選擇保險絲的類別，一般都是先確定負載類型，根據負載類型去選擇快熔保險絲，或是慢熔保險絲，確定保險絲的類別后，再根據實際使用情況，比如安裝環境，現有保險絲物料體系，需求的保險絲容量的大小等，去選擇合適的保險絲型號。
1）負載類型的確定
連續性負載：從開關被打開，直到關閉為止，電流持續流經所產生的負載被稱為連續負載。
間歇性負載：打開開關后，當手放開或過段時間自動關閉，只在操作時短時間有電流流動的負載稱為間歇性負載。
特殊負載：連續性負載和間歇性負載以外的負載，如霧燈、轉向燈。
連續性負載和間歇負載所對應的負載電流曲線如下圖所示。
2）保險絲類型的確定
保險絲類型的確定是根據負載類型及負載電流的大小來確定的。
選用快熔保險絲的情況
電阻型的負載一般為連續性負載，通常使用快熔保險絲，如各個控制模塊，燈光系統等
對于電機類感性負載，若熔斷時間超過負載的峰值電流時間，則可以選擇快熔保險絲，若不能滿足則需選擇慢熔保險絲。
快熔保險絲常用Mini保險絲，其規格2~30A，適用于電流不超過30A的負載，如內外燈具，安全氣囊等。
選用慢熔保險絲的情況
當負載為大電流負載（20A以上）時、選用慢熔保險絲，如后除霜；
長時間脈沖負載時選用慢熔保險絲，如玻璃升降電機等電機類負載；
當存在鎖電流負載時，選用慢熔保險，如雨刮電機，門鎖電機，電動座椅等負載
慢熔保險絲常用JCASE保險絲、MIDI保險絲和Mega保險絲。
JCASE保險絲規格20~60A。主要適用于后除霜、空調鼓風機、冷卻風扇等大電流負載；
Midi保險絲規格30~200A，適用于電流不超過200A的負載，如蓄電池保險絲盒處的大保險絲；
Mega保險絲規格40~500A，目前市場上額定電流最高的產品，適用于高電流和高脈沖的電路保護。如蓄電池，發電機的保護；
3 保險絲選擇的趨勢
保險絲的選擇，除了考慮負載類型和負載電流的大小外，還需考慮保險絲的發展。需要結合保險絲的發展趨勢，來綜合選擇保險絲的類型。
了解熔斷器的發展趨勢，有助于我們更好的去進行保險絲的匹配設計。未來熔斷器的發展趨勢為小型化發展，因此對于新平臺的車型，小型化的保險絲時我們需要重點考慮的方向。下圖時關于保險絲的發展趨勢圖，如下：
4 熔斷器的容量的選擇
熔斷器也叫做保險絲，主要作用是保護導線，即當負載過載/短路時，負載電流增大，保險絲熔絲過熱熔斷，從而保護導線，能夠有效的防止因負載過載/短路產生導線軟化燃燒的情況發生。
條件1，是正常選擇保險絲容量的基礎，條件2，提醒我們回路中設計保險絲的初衷，即保險絲是用來保護導線的，需要同步選擇導線，并進行校核。
式中I為額定電流，單位：A，P為負載額定功率，單位：W，U為負載額定電壓，單位：V
式中，U1為負載實際工作電壓，單位：V，I1為負載實際工作電流，單位：A
關于保險絲容量的選擇公式有很多，比如可以查看這篇文章（保險絲容量計算方法全），使用不一樣的公式，最終的結果基本一致（不排除不一樣的發生）。但是不管結果如何，選型的結果最終不能脫離前文所述的保險絲選擇的兩個條件。為了便于大家計算，這里只推薦一個個人經常用到的公式，方便大家選擇。
關于保險絲的理論計算分析可以自行查看力特保險絲的相關技術文件，可以直接在我的公眾號：線束工程師，回復關鍵詞“保險絲”直接獲取。
保險絲容量（F）≥負載工作電流/（負載特性*峰值電流時間*負載裝配區域*保險絲匹配區域）
If為保險絲額定容量，單位A；
α為負載特性系數，負載工作時間在10s以上的，取值0.8，否則取值為1.1；
β為峰值電流系數，峰值電流小于0.3s，取值為1，否則取值為0.7.；
δ為溫度系數，δ=負載裝配區域系數*保險絲裝配區域系數，負載布置在室內，則負載裝配區域系數為1，否則為0.9，保險絲裝配在保險絲盒，則保險絲裝配區域系數為0.9，否則（如單獨設置單一保險絲座）為1。
舉例說明，喇叭的負載工作電流為8A，則保險絲的容量選擇If≥8/（1.1*0.7*0.9*0.9）=13A，故喇叭保險絲容量選擇15A。
5 保險絲的合并共用原則
之前的內容，我們已經介紹了保險絲的工作機理，保險絲的類型，及保險絲的類型和容量的選擇方法。然而，隨著汽車的發展，汽車上的功能配置越來越多，我們不可能給每一個用電器的每個電源回路都設計單獨的保險，如果這樣做的話，必然會極大的增加整車線束成本和重量，而且也沒有必要。基于此，我們需要進行保險絲的合并，但是保險絲的合并不能是想當然的，那么哪些零部件可以共用保險絲，哪些必須單獨保護，保險絲的合并選擇原則是什么呢？如何進行保險絲的合并是我們要重點研究的，這是熔電器的匹配設計中非常重要的一環。
在進行保險絲的合并/共用設計之前，很有必要再次明確下保險絲共用設計的目的和意義。簡單的說，保險絲共用的目的是為了在保護原有回路導線的前提下，做到成本最優，設計最優。這就要求我們在進行保險絲合并設計時，充分考慮以下幾點：
1）待合并保險絲的功能件在整車的安裝區域是否相同，在共用保險絲的設計過程中，要避免導線繞的過長。
將安裝區域相同的功能件共用保險絲，實際上還是主要考慮成本上的優勢。比如說，假設共用的保險絲位于機艙保險絲盒，如果這個保險絲即掛了機艙內的用電器，又掛了駕駛室內的用電器的話，那么相對單獨設置一個駕駛室內的保險絲保護駕駛室內的用電器電源回路，共用帶來的成本可能比單獨設置保險絲的成本更大（新增了機艙保險絲盒到駕駛室保險絲盒的導線和匹配的端子的成本）
2）待合并保險絲的功能件負載類型是否一致，只有負載類型相同的用電器，保險絲才能共用。
這點應該比較好理解，如果一個是阻性負載使用的是快熔保險，一個是感性負載使用的是慢熔保險絲，如果將不同負載類型的保險絲進行合并，那么帶來的后果是共用的保險絲是無法做到正常保護這兩個功能件的作用的，保險絲也將失去作用。因此不同負載類型的功能件不能共用保險絲。
3）待合并保險絲的功能件負載電流的大小，大電流一般單獨設置保險，高低電流回路（電流差5A以上）不共用一個保險。
這一點實際上也是從成本的角度出發，如果電流相差過大的功能件進行保險絲的合并，那么相應的，原來小線徑的電線，相當于增大了保險絲，這樣就需要相應的增加電線的規格來匹配保險絲容量的增加，最終導致成本增加，共同保險絲也就失去了意義。
4）待合并保險絲的功能件之間功能是否有關聯，只有功能相關聯才進行保險絲的合并。
為了使設計的結構化更美，為了便于維修性，共用保險絲前需要詳細功能件之間是否有使用功能之間的聯系，建議只有當功能件有聯系時，才共同保險絲。
5）在合并保險絲時，需要考慮功能件的電源/通信信號是否一致；
這一點說的是，功能件需求的電源類型一致才能進行保險絲的共用，比如掛在常電上的功能件和掛在IG電上的功能件，保險絲是不能共用的。
6）待合并保險絲功能件中是否有涉及安全的重要功能件，考慮保險絲熔斷后的影響。
保險絲共用選擇與用電器的重要程度，安全級別有關。功能件共用保險絲后，還需考慮功能件保險絲合并后，當因某個功能件的回路短路造成共用保險絲燒斷，從而引發該共用保險絲下的其他功能件功能失效帶來的影響。從這一點出發，當涉及安全的功能，不能共用保險絲。為了更好的說明，通常會對功能件的重要等級進行定義。
根據汽車中的電器功能進行分類，我們將功能件分為三級，如下：
A-重要件。指操縱汽車，汽車運行安全必不可少的功能。
包括發動機控制單元（PCM）、剎車防抱死系統控制單元（ABS）及安全氣囊系統控制單元（SAS）及其它涉及整車安全的控制單元。該類電負荷不僅對于整車性能及安全至關重要，而且該類電氣設備屬敏感設備，易受其它用電設備干擾。因此，對于該類用電設備必須單設保險絲。
B-一般重要件。重要功能，但是不影響操作汽車，不影響汽車使用安全的功能。
包括發動機各類傳感器、各類報警信號燈和外部照明燈、前風檔清洗裝置、喇叭等等。該類電負荷同樣對于整車性能及安全至關重要，但該類電負荷對相互之間的干擾并不敏感，因此，對于該類電負荷可以根據情況相互組合，共同使用一個保險絲。
包括汽車音響系統、電加熱座椅、雜物箱照明、電動后視鏡、電舉窗系統等等。該類電負荷對于整車而言，重要性并不是很大。一般為增進司乘人員的舒適性而加設的電氣設備。因此，對于該類電負荷可以根據情況相互組合，共同使用一個保險絲。
A類必須單獨設置保險絲，B類根據實際使用可進行保險絲的合并，C類允許進行保險的共用
前文，我們已經介紹了功能件保險絲合并的目的和意義，并且介紹了保險絲合并涉及主要考慮的內容及分析，為了便于大家參考，這里匯總一下保險絲合并與共用的設計原則。
-
安全件必須使用單獨的保險絲。安全件既包含國標定義的，也包括主機廠自行定義的，如位置燈、示寬燈、近光燈等，需要為這樣的零件單獨配置熔斷絲。
-
A類重要件（指操縱汽車，汽車運行安全必不可少的功能）必須設置單獨保險絲，如發動機ECU、ABS等對于整車性能及安全影響大，及其他易受其他用電設備干擾的電器件，必須杜絕由于非重要回路導致保險絲斷掉，造成汽車無謂的熄火；
-
B類一般重要件（指為重要功能，但是不影響操作汽車，不影響汽車使用安全的功能）根據實際使用進行保險絲合并設計。如發動機傳感器、各類報警信號燈和外部照明燈，喇叭等電器件；
-
C類普通件（指其他給汽車使用帶來方便的功能）允許進行保險絲的共用。如汽車音響系統、電加熱座椅、雜物箱照明、電動后視鏡、電舉窗系統等等。該類電負荷對于整車而言，重要性并不是很大。一般為增進司乘人員的舒適性而加設的電氣設備。
-
-
在合并保險絲時，需要考慮功能件的電源/通信信號是否一致；
-
在合并保險絲時，需要考慮功能件之間是否有使用功能之間的聯系，有關聯的功能件考慮進行保險絲的共用；
-
只有負載類型相同的用電器，保險絲才能共用，高低電流回路（電流差5A以上）不共用一個保險絲；
-
不同時工作的負載可以共用熔斷絲。車輛上有些設備不會同時工作，這時共用熔斷絲可以提高熔斷絲的利用率。
-
臟電流（感性和電容負載、PWM波形負載，大電流負載等）、大電流用電器使用單獨的保險，如鼓風機、風扇、車窗、除霜等；
-
沖擊負載與感性負載可用同一保險絲，不能與弱電流負載合用同一保險絲。
6 保險絲相關的標準
通過ISO8820-3、日本國內標準通過JASOD612、美國國內標準通過SAEJ2007
一家之言，歡迎指正~
文章來源線束工程師
