2023年3月，汽車電子協(xié)會(huì)（AEC）頒布了AEC-Q200修訂版E，拓展了使用范圍，新增保險(xiǎn)絲/熔斷器的可靠性認(rèn)證。至此，車用保險(xiǎn)絲也迎來了屬于自己的規(guī)范。Littelfuse是業(yè)內(nèi)的電路保護(hù)元件的領(lǐng)先企業(yè)，成為符合AEC-Q200認(rèn)證的保險(xiǎn)絲/熔斷器首批供應(yīng)商之一。
那么，Littelfuse的保險(xiǎn)絲/熔斷器有哪些亮點(diǎn)，針對(duì)汽車電氣化的趨勢(shì)，有哪些新品迭代計(jì)劃？電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪了Littelfuse電子部產(chǎn)品經(jīng)理Style Liu，就上述相關(guān)問題進(jìn)行深入交流。
參與AEC-Q200修訂版E制定，成為車規(guī)保險(xiǎn)絲的首批供應(yīng)商
AEC-Q200是針對(duì)汽車無源器件可靠性測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行環(huán)境可靠性和物理可靠性兩種主要測(cè)試。在沒有統(tǒng)一的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)之前，車用的保險(xiǎn)絲主要參照工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但保險(xiǎn)絲/熔斷器為車輛中的所有電路提供了必要的過電流保護(hù)，特別是在電氣化的趨勢(shì)下，應(yīng)用于汽車設(shè)備中的保險(xiǎn)絲/熔斷器應(yīng)該比工業(yè)級(jí)產(chǎn)品符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
與非車規(guī)的保險(xiǎn)絲相比，AEC-Q200E版本規(guī)定車規(guī)級(jí)保險(xiǎn)絲必須具備哪些性能？從電氣試驗(yàn)、溫度循環(huán)測(cè)試、濕度測(cè)試、使用壽命、高頻振動(dòng)、高溫存儲(chǔ)等部分測(cè)試項(xiàng)目的要求就能看到新的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車規(guī)級(jí)保險(xiǎn)絲的質(zhì)量、可靠性有著更嚴(yán)苛的要求。
Style Liu舉例，在進(jìn)行電氣試驗(yàn)時(shí)，AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)要求產(chǎn)品測(cè)試要在三種不同溫度下進(jìn)行載流能力、過載與短路電流試驗(yàn)：最低工作溫度(-55℃)、室溫(25℃）、最高工作溫度（125~150℃）。在溫度循環(huán)測(cè)試時(shí)，非車規(guī)的保險(xiǎn)絲只需要進(jìn)行100次循環(huán)測(cè)試，車規(guī)測(cè)試要求循環(huán)次數(shù)翻倍，進(jìn)行1000次。
另外，車規(guī)測(cè)試還對(duì)以前沒有涉及的使用壽命、高溫存儲(chǔ)提出了要求，兩項(xiàng)測(cè)試的要求分別是在特定工作溫度下測(cè)試1000小時(shí)，在最高工作溫度下進(jìn)行1000小時(shí)存儲(chǔ)的測(cè)試。
這些測(cè)試要求均是根據(jù)汽車的使用環(huán)境進(jìn)行規(guī)定的，例如高頻振動(dòng)測(cè)試，模擬的是車輛在惡劣路況下運(yùn)行時(shí)保險(xiǎn)絲所受的振動(dòng)情況。車輛在運(yùn)行過程中，保險(xiǎn)絲會(huì)經(jīng)受各種振動(dòng)和沖擊，AEC-Q200測(cè)試確保保險(xiǎn)絲在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和安全性。因此AEC-Q200修訂版E對(duì)保險(xiǎn)絲抗振動(dòng)機(jī)械沖擊提出了更高的要求，由非車規(guī)的“低頻振動(dòng)-10Hz-55Hz”，改為“試驗(yàn)頻率為10Hz-2000Hz，加速度為5g，持續(xù)20分鐘，三個(gè)方向各12個(gè)循環(huán)”。
對(duì)于車規(guī)級(jí)保險(xiǎn)絲，大家看到的雖然只是一款外表普普通通的保險(xiǎn)絲，Style Liu表示，但為了滿足車規(guī)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求，我們要在背后要做很多的工作，保險(xiǎn)絲的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量管控等各個(gè)環(huán)節(jié)都不能落下。
目前，Littelfuse已經(jīng)推出了用于汽車電池管理系統(tǒng)、車載充電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電池配電單元，以及電源轉(zhuǎn)換器/輔助電源等多個(gè)場(chǎng)景的保險(xiǎn)絲/熔斷器解決方案，可以分為管狀保險(xiǎn)絲、表貼保險(xiǎn)絲/熔斷器、高分?jǐn)嚯娏鞅砻尜N裝保險(xiǎn)絲/熔斷器三大產(chǎn)品系列。其中應(yīng)用于OBC和PDU的管狀保險(xiǎn)絲滿足高達(dá)1000V的應(yīng)用需求。
為何Littelfuse能夠快速推出滿足車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的保險(xiǎn)絲/熔斷器？
Littelfuse自1927年成立之初，便開始做保險(xiǎn)絲業(yè)務(wù)，有著深厚的技術(shù)底蘊(yùn)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有著非常高的要求。Style Liu表示，在AEC-Q200修訂版E還沒有推出之前，Littelfuse內(nèi)部已經(jīng)制定了車用保險(xiǎn)絲/熔斷器的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。隨著汽車對(duì)被動(dòng)元器件的可靠性要求越來越高，AEC與Littelfuse合作，在Littelfuse內(nèi)部測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，制定并發(fā)布了保險(xiǎn)絲的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)Littelfuse測(cè)試也按照新的AEC-Q200要求執(zhí)行。
這也是為什么Littelfuse是符合AEC-Q200認(rèn)證的保險(xiǎn)絲/熔斷器的首批供應(yīng)商之一，并且快速推出了多個(gè)符合車規(guī)級(jí)的保險(xiǎn)絲/熔斷器產(chǎn)品。作為AEC技術(shù)委員會(huì)的成員，Littelfuse為制訂本標(biāo)準(zhǔn)的修訂版E和確定保險(xiǎn)絲/熔斷器的測(cè)試要求做出了貢獻(xiàn)。
瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求變化，不斷推出更高性能產(chǎn)品
面對(duì)快速變化的汽車市場(chǎng)，保險(xiǎn)絲作為電路保護(hù)的關(guān)鍵元器件更是需要關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，
因此Littelfuse也在不斷進(jìn)行產(chǎn)品迭代，以適配新的市場(chǎng)需求。
隨著400V電壓系統(tǒng)成為汽車標(biāo)配，并且向800V高壓系統(tǒng)發(fā)展，對(duì)保險(xiǎn)絲的耐高壓性能提出新的要求。保險(xiǎn)絲能否安全斷開跟電壓有很大的關(guān)系，如果保險(xiǎn)絲斷開時(shí)，外部電壓很大，極有可能會(huì)爆炸或者起火，“所以在設(shè)計(jì)保險(xiǎn)絲不僅要考慮斷開時(shí)間，同時(shí)也要考慮到保險(xiǎn)絲斷開時(shí)不產(chǎn)生火花、不爆炸?！盨tyle Liu表示。
除此之外，從慢充到快充，還要求保險(xiǎn)絲要承載更大的電流。
基于這些需求，Littelfuse提供了多種技術(shù)解決方案。例如Littelfuse的609、529和832系列管狀保險(xiǎn)絲/熔斷器，額定電流為15A~60A，額定電壓為500V和1000V。這些保險(xiǎn)絲的分?jǐn)囝~定值為10KA，工作溫度范圍為-55℃~+125℃，能夠?yàn)檐囕d充電機(jī)電路和配電單元提供過流保護(hù)。
怎樣開發(fā)出能耐高電壓的保險(xiǎn)絲？Littelfuse從保險(xiǎn)絲的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料兩大方面著手。例如通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，讓熔絲快速熄滅電弧，還要避免再次觸發(fā)電弧。在材料方面，Littelfuse有著專業(yè)的材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)，會(huì)針對(duì)市場(chǎng)趨勢(shì)，研究出新的材料滿足需求。
需要注意的是，不僅是市場(chǎng)需求在發(fā)生變化，客戶的訴求以及對(duì)產(chǎn)品的關(guān)注點(diǎn)也出現(xiàn)了變化。
Style Liu表示，在對(duì)接客戶時(shí)發(fā)現(xiàn)，除了標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，有更多的客戶提出定制化需求。從安裝方式來看，客戶需求多種多樣，包括貼片、鎖螺栓、插件、配合底座等方式。端子是連接熔體和電路的關(guān)鍵部件。為了滿足客戶的更多要求，Littelfuse提供了多種靈活的方案，例如提供可壓接端子，這樣保險(xiǎn)絲可以和線束直接連接，可以節(jié)約更多成本；提供立式安裝方式的端子可以減小占板空間。
另外，車規(guī)產(chǎn)品的使用壽命也是客戶考慮的重點(diǎn)。為此，Littelfuse成立了模擬團(tuán)隊(duì)，可以提供溫度、應(yīng)力、壽命模擬來快速評(píng)估長(zhǎng)期可靠性評(píng)估，針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行模擬評(píng)估。
具體來看，Littelfuse可以提供以下四大支持，一是高可靠性標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品；二是高柔性定制化端子；三是通過建模、模擬等快速評(píng)估長(zhǎng)期可靠性；四是非常可靠的工藝質(zhì)量管控。
Littelfuse 在電路保護(hù)行業(yè)有著深厚的技術(shù)積累以及經(jīng)驗(yàn)。面對(duì)汽車行業(yè)快速的變化，電路保護(hù)器件會(huì)有哪些迭代和變化？Style Liu提到三大方面：
一是對(duì)電氣性能的要求，電壓的持續(xù)升高要求電路保護(hù)器件需要耐更高的電壓。二是對(duì)尺寸的要求。新能源汽車的車機(jī)功能越來越多，從智能駕駛、智能座艙、高清顯示屏幕等，集成的功能越多，電路板上電子元器件的空間要求越來越高，因此保險(xiǎn)絲也在朝著小尺寸的方向設(shè)計(jì)。三是需要廠商對(duì)客戶定制化需求給予快速響應(yīng)。
應(yīng)對(duì)上述市場(chǎng)變化，Littelfuse有著長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在尺寸設(shè)計(jì)上，以O(shè)BC為例，當(dāng)前正朝著小型化、高功率的方向發(fā)展，越做越薄，這需要尺寸更小、更高能量密度的保險(xiǎn)絲配合安裝需求。在這方面，Littelfuse 已經(jīng)推出了尺寸僅為6×25mm的685系列，最大電流55A，可以用于保護(hù)車載充電機(jī)，這些都是Littelfuse在汽車市場(chǎng)布局深度的體現(xiàn)。
