通過強化柔性導線的性能提高汽車座椅加熱系統(tǒng)的安全性和功能
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汽車電子布線的作用除了把電源或控制及傳感器信號從汽車內的一點連接到另外一點之外，其中一種應用就是座椅加熱器的布線。如果在這個部位出故障，就可能導致座椅無法加熱或者引起燃燒和火災。為座椅加熱器設計一種加熱導線面臨許多挑戰(zhàn)，首要挑戰(zhàn)就是機械可撓性和溫度控制，目前最常用的兩種材料是碳酸纖維和純銅線束。
導線的絕緣材料有氟樹脂和搪瓷。典型情況下，導線要密封在一種纖維/泡沫塑料之中，以在導線的兩邊創(chuàng)建外殼，最后，通常用粘合劑保護起來。
導線的動態(tài)特性
乘員進出座位的過程中需要在側墊上滑動，這個動作對側墊的內部加熱導線產生一種漸進的摩擦和刮擦，誘導出相當大的壓力。在座位中翹曲和挪動的人也會對導線產生壓力。
對于金屬導線，邏輯上建議采用橫截面積大的導線，拉力越大，伸縮性能就越強。任何解決方案都不能脫離實際。
拉力很重要，但是，導線的柔軟性也同等重要。在現(xiàn)有采用純銅線的座椅加熱器中可以看到這一點。這樣的加熱器由許多直徑很小的導線綁在一起而構成，這些較細的導線比具有同樣電阻的粗導線更為柔軟；不幸的是，導線繩因在縱向擰成，其柔軟性不夠優(yōu)化。
為此，要把導線的設計調整為圍繞柔性線芯來螺旋纏繞導線。這種纏繞方法增強了導線的柔軟性，極大地提高了導線的動態(tài)性能。螺旋纏繞的導線的性能比純導線的性能提高了10倍。
熱電纜具有其自身的柔性測試方法(見下圖)。這種測試的目標是在努力設計螺旋纏繞導線的過程中應用更為魯棒和嚴格的測試，使之適合于現(xiàn)場實際使用環(huán)境對動態(tài)性能的要求。這種測試已經(jīng)被添加到國際電子技術委員會(IEC)測試規(guī)范之中。
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通過單一溫度調節(jié)裝置，可以控制現(xiàn)有座椅加熱器內的加熱導線。毫無疑問，單一溫度調節(jié)裝置的“熱檢測面積”是有限的，特別是在本地過熱熱點出現(xiàn)的位置遠離溫度調節(jié)裝置的情況下。
為了簡化過熱保護，可能要采用溫度傳感聚合體；這種溫度傳感聚合體會在預先設定的、比座椅的燃燒溫度要低的溫度熔斷。傳統(tǒng)上，人們采用熔斷層來創(chuàng)建一個極低的電阻，該電阻從電源吸取大量電流并燒斷保險費。然而，為了達到座椅加熱所需要的電阻，要并聯(lián)附加兩個螺旋纏繞的單元線。在這種情況下，熔斷層不再引起電流的增加，因為兩個導線之間的電壓與每一個導線上的每一點的電壓相同。
為了有效地利用熔斷層，要暫時切斷兩導線之間的連接，僅僅留出并聯(lián)電阻一端的結合點附加到電源上。如果在此期間監(jiān)測到電流流過結合點，那么，它應該比正常數(shù)值要小得多；在可熔斷層熔斷的情形下，如果吸取的電流仍然較高，那么，就表示出現(xiàn)了過熱的情形。
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通過采用也是熱敏電阻的導線，可以精確地控制溫度。因此，溫度傳感可以在導線本身上被測量出。下圖顯示了具有NTC熱敏電阻層的螺旋纏繞的導線(負溫度系數(shù))。
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1. 監(jiān)測整個溫度
2. 檢測熱點
在設計反饋傳感器導線的過程中，要考慮的重要一點是熱敏電阻聚合體的長期穩(wěn)定性?？刂颇K的電子電路從具有窄帶容差的導線重復地接收一致的信號是至關重要的。這種一致性是通過采用受控加工工藝技術對熱敏電阻聚合體的加工而實現(xiàn)的。
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