鲁棒的布线、热监测和控制能够避免导线断裂、阻燃并防止火灾,但是,所需要的设计工程方法却常常与直觉背道而驰.
汽车电子布线的作用除了把电源或控制及传感器信号从汽车内的一点连接到另外一点之外,其中一种应用就是座椅加热器的布线.如果在这个部位出故障,就可能导致座椅无法加热或者引起燃烧和火灾.为座椅加热器设计一种加热导线面临许多挑战,首要挑战就是机械可挠性和温度控制,目前最常用的两种材料是碳酸纤维和纯铜线束.
导线的绝缘材料有氟树脂和搪瓷.典型情况下,导线要密封在一种纤维/泡沫塑料之中,以在导线的两边创建外壳,最后,通常用粘合剂保护起来.
导线的动态特性
乘员进出座位的过程中需要在侧垫上滑动,这个动作对侧垫的内部加热导线产生一种渐进的摩擦和刮擦,诱导出相当大的压力.在座位中翘曲和挪动的人也会对导线产生压力.
对于金属导线,逻辑上建议采用横截面积大的导线,拉力越大,伸缩性能就越强.任何解决方案都不能脱离实际.
拉力很重要,但是,导线的柔软性也同等重要.在现有采用纯铜线的座椅加热器中可以看到这一点.这样的加热器由许多直径很小的导线绑在一起而构成,这些较细的导线比具有同样电阻的粗导线更为柔软；不幸的是,导线绳因在纵向拧成,其柔软性不够优化.
为此,要把导线的设计调整为围绕柔性线芯来螺旋缠绕导线.这种缠绕方法增强了导线的柔软性,极大地提高了导线的动态性能.螺旋缠绕的导线的性能比纯导线的性能提高了10倍.
热电缆具有其自身的柔性测试方法(见下图).这种测试的目标是在努力设计螺旋缠绕导线的过程中应用更为鲁棒和严格的测试,使之适合于现场实际使用环境对动态性能的要求.这种测试已经被添加到国际电子技术委员会(IEC)测试规范之中.
下图所示为导线开始着火的一张座椅的例子.防止这些座椅着火的第一步是提高导线的简单机械能力,使之达到经重复弯曲而不过早断列的性能.第二步是精确地监测导线的温度.
过热保护通过单一温度调节装置,可以控制现有座椅加热器内的加热导线.毫无疑问,单一温度调节装置的“热检测面积”是有限的,特别是在本地过热热点出现的位置远离温度调节装置的情况下.
