为什么启动电路没有保护？

在大多数汽车和卡车中，较粗的电缆将电池直接连接至启动器（电磁阀）。为什么这些电路没有任何过流保护？

这是整个汽车行业公认的惯例。这里有两个单独的标准，它们专门使启动器电路免受过电流保护。（这两种情况都适用于后果更严重的船只；您不能远离海上大火。）

蓄电池中的每条未接地的输出导线都必须具有手动复位的无跳闸断路器或保险丝，除非输出导线位于从蓄电池到发动机起动马达的主供电电路中。

这些只是示例；我毫不怀疑，诸如SAE和ABYC之类的组织在其标准中都有类似的规定。数以百万计的车辆以这种方式接线。

除从电池到起动马达和电动转向马达的主电源外，所有电路均应提供防止过载和短路的电气保护（即，应安装保险丝或断路器）。

我要求这些豁免的工程依据。即使电缆比启动器绕组厚得多，机械故障或撞击仍可能导致接地短路。产生的电流很容易超过500A，足以焊接厚钢板。

我知道启动器比任何其他电路都需要更多的电流，但是可以肯定找到了一种具有成本效益的解决方案-例如易熔线。还是我弄错了？

以下是一些对我没有意义的可能原因：

• 电缆太粗（相对于电池大小），因此不需要保护。在电缆融化之前，启动器将燃烧或电池爆炸。从“保护电线”的角度来看，这肯定是正确的，但我认为，这是在启动电路上进行过电流保护的更强有力的原因……以保护整个车辆。

• 该电路出现故障的风险极不可能。确实，起动器是坚固的设备，粗电缆具有更高的机械强度。但是，失败仍然可能发生，并且在现实世界中有时会发生。此外，该电路故障的影响可能是灾难性的，导致车辆完全损失或死亡。因此，我希望在故障模式分析中，问题的严重性将压倒（公认的）低可能性。

为将来的读者编辑： 大多数答案都集中在可用性上。这非常重要，但第二个原因是选择保险丝作为保护装置。断路器将减轻由于讨厌的故障而被搁浅的风险。（有人提到可能会失去转向，但包括Infiniti Q50在内的所有量产车仍具有机械备用。）幸运的是，有一个简洁的答案可以解释为什么连断路器或易熔连杆也不适用。

如果工作电流和故障电流之间有足够的裕量，以确保保险丝在正常工作时不会烧断，并且在故障情况下会熔断，那么尝试用保险丝保护电路就没有任何意义。

不幸的是，一旦包含了所有公差，就没有可以选择的电流水平，可以保证避免诸如​​跳闸起动器被锁住的麻烦跳闸，并且仍然有合理的工作机会。为了在启动时拉出非常大的电流，常规的启动器电动机是串联卷绕的。

在通往发动机启动器的电路上熔断保险丝会导致严重的安全问题，尤其是在无法启动发动机可能意味着导航功能有限或没有导航功能的船舶系统中。在汽车上，这可能意味着无法在紧急情况下启动。有些汽车曾经有它。我曾经在高速公路弯道的中间尾部停下一辆旧丰田车，那辆车停了下来，女司机自爆，试图重新启动汽车，这炸毁了她的整个电气系统，包括危险灯，前大灯等。几年后，我的妻子想购买一辆丰田汽车，我问他们是否仍然拥有那辆汽车，他们向我保证已取消了它，因为这对他们来说是一项安全责任。

我在汽车电子领域工作了很多年。从安全角度来看，您不是要“保护车辆”，而是要“保护人员”。通常，此人将是驾驶员或乘员，但有时，该人可能是行人（想想碰撞和压迫区域），旁观者（避免油箱爆炸）甚至是应急人员（电动汽车不需要暴露可能杀死人的高电压）营救人员）。

但是，大多数安全问题并没有一个普遍好的解决方案。您所获得的是一个权衡，然后选择最差的选择。存在诸如FMEA或FTA之类的形式化方法，使您可以量化此方法，因此，如果出现问题，则可以证明您已遵循最佳实践。

您遇到的最常见问题是容错与可用性之间的权衡。如果您对任何问题的第一反应是停车，并强迫驾驶员叫一辆抢救车，这最初似乎是个好主意，也是最安全的解决方案。我为福特公司开发了一款混合动力电动汽车，当它发现自己处于不确定状态时，该软件的确确实采用了这种方法，因为其结果可能是无规律的车辆运动。考虑到美国的法律状况，这似乎是最好的方法。

在开发过程中，我们与沃尔沃的工程师进行了交谈，发现他们采用了完全不同的方法。沃尔沃的安全案例是，除非您能证明车辆继续行驶绝对不安全，否则不得停止车辆。您可以降低其运行速度或降低可用功率，但是车辆不得停。为什么？因为如果您的汽车在斯堪的纳维亚的冬天停了下来，那么您大约有2个小时才能冻死。沃尔沃（Volvo）的安全案例说，如果车辆出现故障，最好有低速，低功率碰撞的风险，并且接受这种情况发生的频率更高，而造成的后果则几乎没有致命的后果。在绝对致命的情况下频繁发生车辆熄火的风险。此外，即使汽车不再对加速器，制动器和档位选择的电子控制做出适当响应，驾驶员仍然可以通过关闭点火开关来采取措施减轻故障。

起动器电路中的保险丝遵循相同的原理。没有保险丝的最坏情况是什么？答：接线或电池过热，发动机舱着火，并蔓延到汽车的其余部分。通常情况下，电池电压会在情况恶化之前下降。驾驶员可以通过长时间不连续摇动来缓解这种情况。它们还可以减轻故障，因为发动机和乘客舱之间有耐火隔板，使他们有足够的时间逃离车辆。即使在中央锁定装置未锁定且电动车窗无法关闭的情况下，紧急逃生锤也很容易打碎车窗并逃脱。（你做有一个，对吗？如果没有，那就买一个-它们很便宜。）这种情况需要深入防御。

但是，最坏的情况是有保险丝吗？好吧，您无法在需要时启动引擎。在汽车上，这可能会让您滞留-我们正陷入“两小时内冻死”的场景。在船上，您完全被困住了。

汽车发出警告，不要使用起动器超过x秒，并等待xx秒，以防止电池过热和放气。因此，CCA额定值必须超过负载，因此采用适当的电池和电缆设计，除非人为错误（电池端子上的跌落扳手或在重负载下持续使用起动器超过1分钟，否则忽略安全警告），否则不可能发生短路。起动电动机的温度会很高，然后增加电阻，并且电池会很快耗尽，但不会引起火灾。如果电池因内部短路而发生故障，它将自行放电，并且有可能因H2附近的火花而引起着火的危险，但风险相对较低

保险丝不适用，因为它们会增加ESR并降低CCA容量，这会降低在寒冷天气下的启动性能。在驾驶时，您宁愿让电动机动力转向过热，也不愿使保险丝烧断。 简而言之，保险丝会降低可靠性和安全性。

电动汽车与众不同，带有树突的危险有内部短路的危险，因此在温度感应时必须进行熔断。

如果电路保护阻止启动，并且并非每个人都居住在斯堪的纳维亚半岛，那么动静不堪的汽车会被冻死，因此汽车和卡车都有防火墙和相对安全的住处。

断路器开关可以很容易地放置在汽车或卡车提供的空间内，可以在无需维修的情况下将其复位。如果起动机电磁阀短路闭合且起动机保持接合和运行，除非驾驶员听到（不太可能）起动机运行（与发动机启动后的第二次接合不同），否则电池会迅速耗尽，并且无论如何车辆都会停止行驶。因此，电路保护的论点是不会阻止车辆起步，因为一旦电池放电到某一点以下，车辆无论如何都会停止行驶。

粗规格的电线不能防止电气火灾，电线也不会燃烧，但是连接到它们的附件可以而且可以。拿典型的配件查看连接器，然后将其与4 awg或0 ga电缆进行比较。着火的不是电缆。

电路保护可以防止火灾，并减少对配件的损坏。起动器卡住了，因为熔断器关闭的电磁阀不会持续很长时间，试图跟上发动机以2500-3000 rpm或更高的速度运转。除损坏的起动器外，还会发生更糟的损坏。虽然cirxuit保护是为了安全起见，但从狭义的设计角度来看，配件保护的额外好处不容小discount。

这是一个有趣的想法。电池的启动电流规格在30秒后为7.2V，因此短路电流很容易超过1000A，但是随着秒的流逝，该电流迅速下降。我推测通往启动器的电线实际上可能太粗，以至于无法加热到足以用标准电池起火的程度。另外，电线在发动机舱中，并且不会被其他可能融化的东西缠绕。如果起动器继电器一直处于啮合状态，则当起动器电动机过热并短路时，电池的原始短路电流将大大低于可能造成伤害的电流。

还有其他好的答案，例如成本效益，无法提供足够小的保险丝来保护电路并且不会在较长的起动过程中烧坏。