摘要：从20世纪90年代开始，在能源和环境的双重压力下，电动汽车的研究开发再次进入了一个活跃期。在这近20年期间，随着各种科学技术的高速发展，电动汽车的许多技术难点逐渐得到了解决。世界各大汽车制造商纷纷推出各自的电动汽车产品。受益于政策的优惠，我国新能源汽车市场从2014年开始快速发展，新能源汽车产销量大幅上升；车机安全作为第一要素 ，熔断器保护系统则是第一道安全门。
关键词：电动汽车 新能源汽车 安全 熔断器
1.概述
熔断器是指当电流超过规定值时，用自身的热量将熔体熔断，从而使电路断开的电器。根据熔断器，当电流超过规定值一段时间后，熔断器用自身产生的热量熔化熔体，将电路断开；用这种原理制成的电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统、调节系统和电气设备中作为短路和过流的保护器，是应用最广泛的保护装置之一。电动汽车上使用的熔断器，既需要普通配电系统中直流高压熔断器的熔断保护性能，同时，还需要承受道路车辆的冲击和振动，这是对
电动汽车高压系统内使用的熔断器的一类独特要求。可靠性测试是在电子产品施加随机振动及温度循环应力，来鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期故障的一种测试方法。对于汽车熔断器可靠性实验也有适应的高低温测试、振动冲击试验、环境试验等试验测试。熔断器是电动汽车和混合动力汽车中最重要的电气部件之一，作为一次性不可逆保护元件，意味着一旦分断，车辆在正常行驶时将面临失去动力或其他风险，因此正确选择熔断器对车辆非常重要和关键。
1.汽车熔断器的基本介绍
熔断器是一种保护电器的电子元器件，它通常串联在电路中，在故障电流增大到一定数值时，其自身熔断而切断电路，达到保护电路中其它设备的目的。在电路过电流保护组件中最常用的就是熔断器。传统的熔断器主要是由两端带有金属连接端子的管体和管内的金属熔体这两大部份组成且大多数熔断器的外型是圆柱形的，即所说的管状结构。汽车熔断器是电流熔断器的一种，当电路电流超过熔断器额定电流的2倍时就会在几秒内熔断，起到电路保护的作用。常用于汽车电路过流保护，也用于工业设备的过流保护。常见的汽车熔断器有插片式熔断器，可分为：超小号插片熔断器、小号汽车熔断器、中号汽车熔断器、大号汽车熔断
器。额定电流有1-40安培(A)到大号30-120安培(A)，额定电压32伏特(V)；叉栓式熔断器，可分为：小号叉栓式熔断器、大号叉栓式熔断器额定电流有30-150安培(A)到大号40-800安培(A)，额定电压32/125伏特(V)；汽车玻璃管熔断器，可分为：6.35×30mm玻璃管熔断器、6.35×31.75mm玻璃管熔断器、10×38mm玻璃管熔断器。额定电流有0.5-20安培(A)到10×38mm20-80安培(A)，额定电压32伏特(V)；
1.汽车熔断器的可靠性测试新能源汽车起火
新能源汽车储能采用高压直流电，过电流保护主要依靠高性能熔断器来完成。在车辆长期运动过程中，电路工作环境复杂，需要耐受机械振动、温度变化、化学腐蚀、电流冲击、车辆碰撞等状况，以上状况极有可能造成短路故障。车辆电流系统中，若发生短路事故，可能产生 10kA 以上的短路电流，是目前车辆其他器件无法可靠分断的。短路电流持续数十毫秒即会毁坏车辆系统回路中重要器件，如动力电池、导线、负载器件等，造成重大经济损失，严重时会造成起火引发二次伤害，危害生命安全。熔断器可以在短路电流发生时快速切断回路，防止事故扩大，保护财产、生命安全，是新能源电动汽车回路系统中必不可少的安全保护装置。
3.1试验前汽车熔断器安装要求
汽车熔断器试验用夹具如图1所示，安装扭矩如表1所示。
图1 表1
3.2耐电流循环试验
此试验需要用到可编程直流电源，测试程序要求：0s时刻 电流2Ir，然后在0.25s时，电流需要降到1.25-1.35 Ir之间，在1s时，电流需要降到0.5 Ir，前10s电流不能低于0.5 Ir，一个循环时间为60s，汽车熔断器至少经历 50000个循环。
3.3机械冲击试验
本试验的目的是用来暴露机械薄弱环节或性能下降和冲击引起的累计损伤和退化情况。汽车
熔断器样品应安装在规定的冲击适用台面，或通过夹具安装在台面上。汽车熔断器常选用于490m/s²，半正弦波，脉宽6ms，每个方向10次，6个面6个方向共60次。实验中要求连接可靠，结构完好，端子无松动，螺丝无脱落，砂子无泄漏。
3.4随机振动测试
本测试适用于运输或环境中可能遭受随机振动的样品，如飞机、太空飞船和陆地交通工具中，主要用于没有包装的样品以及在运输过程中其包装作为样品本身一部分的样品。汽车熔断器应根据预期的最终车辆轮廓振动进行EV传动的振动试验Vicbration Test C：
扫频时间：X/Y/Z 各8小时，加速度有效值：27.8 m/s2=2.8367 g，实验中要求熔断器外观无损伤等异常，试验前后内阻值变化率≤±3%。
3.4气候环境循环试验
3.4.1温湿度循环
温湿度循环测试是评估组件及产品经温度、湿度环境循环或储存后之功能特性变化，或在此
环境中之操作功能。产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。温湿度循环试验的技术指标包括：高温温度、高温保持时间、下降速率、低温温度、低温保持时间、上升速率、循环次数。其是用来揭示样品由不同于吸湿的“呼吸”作用导致的缺陷。测试程序要求如下：
试品在标准环境下放置4h（温度：25±2℃，湿度45~75%）。在0.5h内将温湿度上升到：（温度：55±2℃，湿度95~99%）。在温度：55±2℃，湿度95~99%的环境下维持10h在2.5h内将环境温度下降到-40±2℃，湿度没要求在温度：-40±2℃，湿度没要求的环境下放置2h1.5h内将环境温度从（温度：-40±2℃）上升到（温度：120±2℃），湿度没要求在温度：120±2℃，湿度没要求的环境下放置2h在1.5h内将环境温度恢复到25±2℃，湿度没要求至少10个循环。
3.4.2冷热冲击试验
冷热冲击用来测试在瞬间下经及高温及极低温的连续环境下所能忍受的程度，即以在最短时间内试验其因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。测试程序要求如下：
在环境温度（-40±2℃）下放置20min，在最多15s内将环境温度上升为：（100±2）℃，在环境温度（-100±2）下放置20min，在最多15s捏将环境温度下降为：（-40±2℃），一共循环48次。
1.结果
本次实验，选取汽车熔断器中最常见的15个150A的额定电流的样品，15个250A的额定电流的样品以及15个400A的额定电流的样品作为实验测试对象，在经历了上述的测试之后对每次实验过后的样品各进行了温升测试。
4.1全新样品的温升
在刚拿到新样品时先进行了第一轮温升测试作为前校准对比，测试结果如图7所示：
图7
结合数据分析得出新样品中150A样品的温升为端子85℃±6℃，壳体的温升为120℃±3℃。250A样品的温升为端子85℃±4℃，壳体的温升为140℃±3℃。400A样品的温升为端子100℃±4℃，壳体的温升为138℃±4℃。
4.2可靠性测试后的样品温升
在经历了50000次的电流循环之后的样品进行温升测试，测试结果如图8所示:
每个样品在进行了6个面共60次机械冲击之后的温升结果如图9所示：
每个样品在进行了3个方向共24小时的随机振动后的温升结果如图10所示：
每个样品在进行了总计12天气候循环后的温升结果如图11所示：
图8 图9 图10 图11
对比了所有测试数据,发现所有样品在经历过以上可靠性测试后的温升和新样品的温升偏差不
超过6℃,并且都在温升限值内属于合格品。测试过程没有爆炸、起火相关的情况产生，也没有出现熔断现象。
1.结束语
新能源汽车熔断器的额外电压在一定程度上大干或等干电路的额外电压。熔断器的选择主要包括熔断器类型的选择和熔体附加电流的确定。根据不同的使用场合，电压等级，维护对象和要求，熔断器有多种类型。高压熔断器分为室内型和室外型。新能源汽车的熔断器结构比较简单，一是可以有效保护一些昂贵的物体在电路出现故障时不被损坏，二是可以防止一些物体在电路出现故障时引发火灾。新能源汽车熔断器是强制元件。整个设备结构简单，一般包括以下部件;熔体，灭弧介质，管体和外部端子，它有两大优势，第一是成本低，第二是容易完成，可靠性高，所以大家都会一致选择熔断器作为新能源车旁边的维修介质。所以一款温控合格稳定的熔断器必须经过严格的可靠性测试。
参考文献
1.GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求 第 3 部分：人员触电
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