スターター回路が保護されていないのはなぜですか？

ほとんどの車とトラックでは、太いケーブルがバッテリーを直接スターター（ソレノイド）に接続します。これらの回路に何らかの過電流保護がないのはなぜですか？

これは、自動車業界全体で認められている慣行です。スターター回路を過電流保護から特に除外する2つの個別の規格を次に示します。（これらはどちらも結果がさらに大きい水上バイク用です。海の火から離れることはできません。）

蓄電池からの各接地されていない出力導線は、出力導線がバッテリーからエンジンクランキングモーターへの主給電回路にない限り、手動でリセットされ、トリップフリーの回路ブレーカーまたはヒューズが必要です。

これらは単なる例です。SAEやABYCなどの組織の標準に同様の規定があることは間違いありません。何百万もの車両がこのように配線されています。

バッテリーからスターターモーターおよび電気駆動ステアリングモーターへの主電源を除くすべての回路には、過負荷および短絡に対する電気的保護を提供する必要があります（つまり、ヒューズまたは回路ブレーカーを取り付ける必要があります）。

私はこれらの免除の背後にある工学的根拠を求めています。ケーブルがスターター巻線よりもはるかに太い場合でも、機械的な故障や衝撃により、アースへの短絡が発生する可能性があります。結果として生じる電流は500Aを簡単に超える可能性があり、厚い鋼を溶接するのに十分です。

スターターは他のどの回路よりもはるかに多くの電流を必要とすることを理解していますが、ヒュージブルリンクなどの費用対効果の高いソリューションが見つかることは確かです。それとも私は間違っていますか？

私には意味をなさないいくつかの理由が考えられます：

• ケーブルは（バッテリーのサイズに比べて）非常に太いため、保護する必要はありません。スターターが燃えるか、ケーブルが溶ける前にバッテリーが爆発します。これは確かに「ワイヤーを保護する」という観点からは真実かもしれませんが、これは、スターター回路の過電流保護のさらに強力な理由だと思います...車全体を保護するためです。

• この回路に障害が発生するリスクは、ほとんどありません。スターターは頑丈なデバイスであり、太いケーブルは機械的強度が高いのは事実です。ただし、障害は依然として発生する可能性があり、現実の世界では時々発生します。さらに、この回路の故障による影響は壊滅的で、車両の完全な喪失または死亡につながる可能性があります。したがって、問題の重大度は、障害モード分析で（確かに）低い可能性を圧倒すると予想します。

将来の読者のために編集する： ほとんどの回答は可用性に焦点を当てています。これは非常に重要ですが、保護装置としてのヒューズの選択に関連する2番目の理由です。ブレーカーは、迷惑な障害のために立ち往生するリスクを軽減します。（誰かがステアリングの損失の可能性について言及しましたが、インフィニティQ50を含むすべての生産車にはまだ機械的なバックアップがあります。）幸い、ブレーカーやヒュージブルリンクでさえ適切でない理由を説明する簡潔な回答があります。

動作電流と故障電流の間に十分なヘッドルームがあり、ヒューズが通常の動作で溶断せず、故障状態で溶断することを確実にするために、ヒューズで回路を保護しようとしても意味がありません。

残念ながら、すべての許容誤差を含めた後は、たとえばスターターモーターがロックされた場合など、迷惑なトリップを回避し、それでも機能する合理的な可能性があることが保証されている現在のレベルを選択することはできません。従来のスターターモーターは、始動時に非常に高い電流を引き出すために直列に巻かれています。

エンジンスターターにつながる回路で電源ヒューズが切断されると、特にエンジンを始動できないとナビゲーション機能が制限されたり、機能しなくなったりする可能性がある船舶用システムで、深刻な安全上の問題が発生する可能性があります。車では、緊急時に発進できないことを意味します。一部の車はそれを持っていました。私はかつて、高速道路のカーブの真ん中で古いトヨタをリアエンドし、失速した後、女性ドライバーが彼女の車を再始動しようとしてヒューズを吹き飛ばし、ハザードライト、ヘッドライトなどを含む彼女の電気システム全体を殺しました。私の妻は数年後にトヨタを買いたかったのですが、それでもまだ持っているかどうか尋ねました。彼らはそれが彼らの安全責任だったので、彼らがそれをやめることを保証しました。

私は何年にもわたって自動車用電子機器で働いていました。安全の観点からは、「車両を保護する」のではなく、「人を保護する」のです。通常、その人は運転手または居住者ですが、時には歩行者（衝突やしわになりそうなゾーンを考える）、傍観者（燃料タンクの爆発を回避する）、さらには緊急時の乗務員（電気自動車は、人を殺す可能性のある高電圧にさらす必要がない）救助者）。

しかし、ほとんどの安全問題には、普遍的に良い解決策はありません。得られるのはトレードオフであり、最悪のオプションを選択します。これを定量化できるFMEAやFTAなどの正式な方法が存在するため、問題が発生した場合に、ベストプラクティスに従っていることを証明できます。

最も一般的な問題は、フォールトトレランスと可用性のトレードオフです。問題に対するあなたの最初の反応が車を止めて運転手に回復トラックを呼び起こすことであるならば、これは最初は良い考えと最も安全な解決策のように思えるかもしれません。私はフォードのハイブリッド電気自動車に取り組みました。その結果、ソフトウェアが実際に不確実な状況にあることがわかったときに、このアプローチは実際に行われました。米国の法的状況により、これは最良のアプローチのように思われました。

開発中、ボルボのエンジニアと話をしたところ、まったく異なるアプローチをしていることがわかりました。ボルボの安全事例は、車両が移動を続けることが絶対的に安全でないと証明できない限り、車両を停止してはならないということです。あなたはそれが走る速度を下げたり、利用可能な電力を減らしたりすることができますが、車両はやめる。どうして？あなたの車がスカンジナビアの冬に停車した場合、凍死するまで約2時間かかるからです。ボルボの安全事例は、車両が故障した場合、低速、低出力の衝突のリスクがあり、これがより頻繁ではなく、致命的な状況で車両が頻繁に停止するリスク。さらに、車がアクセル、ブレーキ、およびギア選択の電子制御に適切に応答しなくなった場合でも、ドライバーはイグニッションをオフにすることで障害を軽減するために何らかのアクションをとることができます。

スターター回路のヒューズも同じ根拠に従います。ヒューズなしの最悪のシナリオは何ですか？回答：配線またはバッテリーが過熱し、エンジンベイで火災が発生し、車の残りの部分に広がります。通常、バッテリー電圧は物事が悪化する前に低下します。ドライバーは、長時間連続してクランキングしないことで、このシナリオを緩和できます。また、エンジンと客室の間に耐火性の隔壁があり、車両から脱出するのに十分な時間があるため、障害を軽減することもできます。中央ロックがロックされず、電動ウィンドウが閉じられない場合でも、緊急脱出ハンマーにより、ウィンドウを壊して脱出するのは簡単です。（あなたはそれを持っていますよね？そうでないなら、それを買ってください-彼らは安いです。）状況は深く防御しています。

しかし、ヒューズの最悪のシナリオは何ですか？まあ、必要なときにエンジンを始動することはできません。車では、それはあなたを立ち往生させる可能性があります-そして私たちは「2時間で凍死する」シナリオに入ります。ボートでは、あなたは完全に行き詰まっています。

車にはスターターをx秒より長く使用しないよう警告があり、バッテリーの過熱およびガス発生を防ぐためにxx秒待ちます。このようなCCA定格は負荷を超える必要があるため、適切なバッテリーとケーブルの設計では、ヒューマンエラー（バッテリーターミナル全体でレンチを落としたり、重い負荷でスターターを1分間以上使用しても安全に関する警告を無視したりしない限り）は不可能です。スターターモーターの温度が高くなり、抵抗が増加し、バッテリーはすぐに消耗しますが、火災は発生しません。バッテリーが内部短絡で故障した場合、それは自己放電し、H2の近くの火花による火災のリスクは可能ですが、リスクは比較的低いです

ヒューズはESRを追加し、CCA容量を減らします。これは、寒い気候では始動性能の損失です。運転中にヒューズが切れることよりも、モーター駆動のステアリングが過熱する方がよいでしょう。 つまり、簡単に言えば（しゃれが意図された）ヒューズは信頼性と安全性を低下させます。

Eカーは異なり、樹状突起は内部短絡の危険性があるため、温度感知ではフュージングが必須です。

車やトラックにはファイアウォールがあり、サーキット保護によって始動が妨げられ、動かない車で凍死することが懸念されるスカンジナビアに誰もが住んでいるとは限らない場合、比較的安全な場所にとどまることができます。

サーキットブレーカーのスイッチは、サービスを要求せずにリセットできる自動車またはトラックが提供するスペースに簡単に配置できます。スターターソレノイドショーツが閉じてスターターが作動し続けている場合、ドライバーがスターターの作動音を（おそらくは）聞こえない限り（エンジン始動後の2回目の作動とは異なり）、バッテリーはすぐに消耗し、車両はとにかく停止します。したがって、回路が保護するという議論は、バッテリーが特定のポイントを下回って放電すると、車両がとにかく停止することになるので、車両が始動するのを防ぎます。

重いゲージのワイヤーは電気火災を防止しません、ワイヤーは燃えませんが、それらに接続されたアクセサリーはできます。典型的なアクセサリを取り、コネクタを見て、それを4 awgまたは0 gaケーブルと比較します。引火するのはケーブルではありません。

回路保護は、火災を防ぎ、付属品への損傷を減らすこともできます。ソレノイドフューズクローズは、エンジンが2500〜3000 rpm以上で動作している状態を維持しようとしても長くは続かないため、スターターが動かなくなりました。スターターの損傷以外にも、さらに悪い損傷が発生する可能性があります。サーキット保護は安全のためのものですが、アクセサリ保護の追加の利点は、設計の狭い視点で軽視すべきではありません。

それは面白い考えです。バッテリーのクランキングアンペア仕様は30秒後に7.2Vであるため、短絡電流は容易に1000Aを超える可能性がありますが、この電流は秒の経過とともに急速に低下します。スターターに行くワイヤーが実際には太すぎて、標準バッテリーで火を起動するのに十分に熱くならないかもしれないと私は推測します。また、ワイヤーはエンジンコンパートメント内にあり、溶ける可能性のある他の部分を経由していません。スターターリレースティックが作動している場合、スターターモーターが過熱して短絡するまでに、バッテリーの元の短絡電流は、害を及ぼす可能性のある電流をはるかに下回ります。

利益を得るためのコストや、回路を保護するために十分に小さく、長いクランキング中に焼損しないヒューズを使用できないことなど、他にも良い答えがありました。