如何提高汽車座椅加熱系統(tǒng)的安全性和功能

魯棒的布線、熱監(jiān)測(cè)和控制能夠避免導(dǎo)線斷裂、阻燃并防止火災(zāi)，但是，所需要的設(shè)計(jì)工程方法卻常常與直覺背道而馳。

汽車電子布線的作用除了把電源或控制及傳感器信號(hào)從汽車內(nèi)的一點(diǎn)連接到另外一點(diǎn)之外，其中一種應(yīng)用就是座椅加熱器的布線。如果在這個(gè)部位出故障，就可能導(dǎo)致座椅無法加熱或者引起燃燒和火災(zāi)。為座椅加熱器設(shè)計(jì)一種加熱導(dǎo)線面臨許多挑戰(zhàn)，首要挑戰(zhàn)就是機(jī)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(dǎo)線的絕緣材料有氟樹脂和搪瓷。典型情況下，導(dǎo)線要密封在一種纖維/泡沫塑料之中，以在導(dǎo)線的兩邊創(chuàng)建外殼，最后，通常用粘合劑保護(hù)起來。

導(dǎo)線的動(dòng)態(tài)特性

乘員進(jìn)出座位的過程中需要在側(cè)墊上滑動(dòng)，這個(gè)動(dòng)作對(duì)側(cè)墊的內(nèi)部加熱導(dǎo)線產(chǎn)生一種漸進(jìn)的摩擦和刮擦，誘導(dǎo)出相當(dāng)大的壓力。在座位中翹曲和挪動(dòng)的人也會(huì)對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生壓力。

對(duì)于金屬導(dǎo)線，邏輯上建議采用橫截面積大的導(dǎo)線，拉力越大，伸縮性能就越強(qiáng)。任何解決方案都不能脫離實(shí)際。

拉力很重要，但是，導(dǎo)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(diǎn)。這樣的加熱器由許多直徑很小的導(dǎo)線綁在一起而構(gòu)成，這些較細(xì)的導(dǎo)線比具有同樣電阻的粗導(dǎo)線更為柔軟；不幸的是，導(dǎo)線繩因在縱向擰成，其柔軟性不夠優(yōu)化。

為此，要把導(dǎo)線的設(shè)計(jì)調(diào)整為圍繞柔性線芯來螺旋纏繞導(dǎo)線。這種纏繞方法增強(qiáng)了導(dǎo)線的柔軟性，極大地提高了導(dǎo)線的動(dòng)態(tài)性能。螺旋纏繞的導(dǎo)線的性能比純導(dǎo)線的性能提高了10倍。

熱電纜具有其自身的柔性測(cè)試方法(見下圖)。這種測(cè)試的目標(biāo)是在努力設(shè)計(jì)螺旋纏繞導(dǎo)線的過程中應(yīng)用更為魯棒和嚴(yán)格的測(cè)試，使之適合于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用環(huán)境對(duì)動(dòng)態(tài)性能的要求。這種測(cè)試已經(jīng)被添加到國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)(IEC)測(cè)試規(guī)范之中。

下圖所示為導(dǎo)線開始著火的一張座椅的例子。防止這些座椅著火的第一步是提高導(dǎo)線的簡(jiǎn)單機(jī)械能力，使之達(dá)到經(jīng)重復(fù)彎曲而不過早斷列的性能。第二步是精確地監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的溫度。

過熱保護(hù)

通過單一溫度調(diào)節(jié)裝置，可以控制現(xiàn)有座椅加熱器內(nèi)的加熱導(dǎo)線。毫無疑問，單一溫度調(diào)節(jié)裝置的“熱檢測(cè)面積”是有限的，特別是在本地過熱熱點(diǎn)出現(xiàn)的位置遠(yuǎn)離溫度調(diào)節(jié)裝置的情況下。