作者：Rolf Horn

　　自十九世纪末电气照明出现以来，保险丝一直被用作重要的保护装置。它们通过中断电流来保护设备免受负载短路等故障的影响。这种中断可以保护线路、电子设备和负载免受灾难性损坏。因此，熔断器可以最大限度地减少故障情况下对人员和财产造成伤害的风险。

　　保护熔断器提供的保护尤其有利于不断增长的汽车市场和不断增长的电动汽车 (EV) 需求。随着电动汽车电源转换和电子系统数量的不断增加，电路保护已成为保护电动汽车中无数设备的必要条件。

　　汽车保险丝

　　典型的汽车保险丝通过熔化导电链路来工作。随后产生电弧，使链路变成开路。电流脉冲(幅度、形状和时间)、环境温度和熔断器的特性决定了发生这种情况时熔断器元件内的温度。不同额定熔断器电流下的时间-电流曲线(称为TCC)有助于确定给定电流下的中断时间。这与熔化能量(I 2 xt，其中 I 是电流，t 是时间)一起有助于确定适合应用的保险丝。汽车保险丝不断发展以满足行业不断变化的需求。 20世纪60年代，普遍使用玻璃管保险丝。目前最常用的是更紧凑的片式保险丝。其中大多数响应速度快(几毫秒)，这有助于防止损坏敏感电子设备，但由于启动时的浪涌电流较高，因此不适用于电机。慢熔保险丝已针对此应用而开发，其响应时间约为几秒。汽车应用中使用的保险丝的一些其他特性要求包括：

　　预计不久之后，总线的变化将达到高达 800 V 的更高电压。因此，需要超过 1,000 V 的额定值，并特别注意在这些电压下产生的电弧放电，以防止电路损坏。

　　由于故障而导致灾难性事故的风险，因此可靠性高。

　　环境温度变化范围大。发动机舱中使用的保险丝可承受 -40°C 至 +150°C 或更宽的温度范围。

　　尺寸、重量和外形尺寸是电动汽车中使用的所有组件的关键最小化目标，其驱动因素是提高车辆性能和给定电池充电范围的需求。

　　由于道路条件和驾驶情况不同，抗振性是一项关键要求。

　　AEC-Q200 汽车标准

　　克莱斯勒、福特和通用汽车于 1990 年代成立了汽车电子委员会 (AEC)，旨在创建通用质量体系并统一汽车应用的零件资格标准。 AEC-Q200 标准涵盖无源元件的压力测试资格。 AEC-Q200 的早期版本 D 自 2010 年 6 月起生效，涵盖电阻器、电容器、变压器、谐振器、晶体、自恢复保险丝、热敏电阻和压敏电阻等组件。该标准涵盖了无源元件的两个主要应力类别：

　　环境压力：这包括温度循环、湿度偏差、高温存储和高温工作寿命测试。

　　物理应力：包括振动、机械冲击、可焊性和耐焊热性、可燃性、端子强度和耐溶剂性。

　　2023 年 3 月发布的 AEC-Q200 Rev E 更新增加了保险丝的可靠性要求。如图 1 所示，Rev E 包含压力测试的完整列表，其中涵盖上述环境和物理压力因素。

　　图 1：针对保险丝指定的 AEC-Q200 Rev E 应力测试的图示。 (图片来源：Littelfuse)

　　如图 1 所示，AEC-Q200 Rev E 应力条件比典型的非汽车测试更严格。现在添加了一些关键测试，例如在最高指定工作温度下的 1,000 小时运行寿命测试。保险丝的测试方法需要进行预应力和应力后电阻测量，以及应力后进行的载流能力和过载测试。 AEC-Q200 Rev E 的目标是提供一个通用标准，制造商可以使用该标准来设计和测试汽车市场中使用的保险丝。

　　Littelfuse AEC-Q200 Rev E 合格保险丝

　　Littelfuse 在汽车保险丝开发和生产方面拥有悠久的历史。他们在 20 世纪 30 年代首次推出汽车保险丝，其 ATO ®快速熔断片式保险丝被认为是全球标准。 Littelfuse 为保险丝 Rev E 资格压力测试的开发做出了贡献，因为他们的汽车保险丝内部资格测试已与 AEC-Q200 Rev E 保持一致。

　　图 2 显示了 Littelfuse 制造的用于汽车应用的保险丝系列。它们具有多种主体样式，例如通孔式、表面安装式和盒式。

　　图 2：显示适用于汽车应用的 Littelfuse AEC-Q200 合格保险丝系列。 (图片来源：Littelfuse)

　　以下是一些符合 AEC-Q200 要求的保险丝的详细信息：

　　卡式盒 828 系列具有 1,000 V DC的高额定电压，额定电压下的中断额定值为 10 kA。它们针对的是 OBC 和 PDU。

　　表面贴装885 Nano2®系列的额定电压高达 500 V DC ，350 V DC时的可用中断额定值为 1,500 A。这些紧凑型保险丝可用于锂离子电池组、BMS 和高压 DC/DC 转换器。

　　437A系列表面贴装薄膜片式保险丝的额定电压范围为 32 V DC 至 125 V DC，额定电压下的中断额定值为 50 A。凭借其占地面积小和快速响应时间，它们非常适合紧凑型汽车电子设备的二次电路保护，例如 LED 头灯、导航系统、TFT 显示器等。

　　通孔陶瓷体PICOII ® 521系列是一款动作速度非常快的保险丝，采用节省空间的超小型封装。额定电压为 75 V，额定电压下的额定中断电流为 300 A。这些可用于 BMS 保护。

　　结论

　　电动汽车需要更多的电子和电力转换组件和模块。保险丝发挥着至关重要的安全作用，不仅对于它们保护的电子元件、线路和设备，而且对于操作车辆的人员也同样重要。将保险丝纳入 AEC-Q200 资格标准可确保这些重要组件符合统一标准。 Littelfuse 拥有一系列符合 AEC-Q200 标准的保险丝，可用于各种 EV 过流保护应用。