Siguranța este o componentă importantă în distribuția de înaltă tensiune a vehiculelor cu energie nouă, care joacă un rol important în izolarea și eliminarea defecțiunii de scurtcircuit a circuitului de înaltă tensiune al vehiculelor electrice. Această lucrare analizează caracteristicile de bază și conceptul de proiectare ale siguranțelor de înaltă tensiune utilizate în vehicule, astfel încât să lărgească ideile producătorilor de automobile, de pachete de baterii și de control electric pentru a selecta siguranțe EV adecvate.
În vehiculele cu energie nouă, inclusiv pur electric și hibrid, elementele de protecție a circuitelor sau siguranțele sunt mai importante decât oricând. Aplicarea încrucișată a siguranțelor-de joasă tensiune și a sistemelor electrice de reglementare a vehiculelor prezintă cerințe mai dificile pentru siguranțe.
Caracteristicile siguranțelor electronice tradiționale de putere sunt acoperite de standardul nord-american seria UL248 sau seria IEC60127/60269 și nu există nicio cerință pentru fiabilitatea siguranțelor. Siguranțele auto tradiționale, definite de standardul seriei ISO8820, definesc cerințele de potrivire și fiabilitate ale cablajelor auto, dar tensiunea nominală a acestora acoperă doar 32VDC și mai jos (noul ISO8820-7/8 definește siguranțe pentru celulele de combustie și vehiculele hibride, de asemenea, doar până la 450VDC și IR2000A).
În prezent, tensiunea de lucru a mașinilor de pasageri este în general mai mare de 370 V, iar autobuzele sunt mai mari de 576 V, ceea ce este mult mai mare decât 12 V/24 V a componentelor electrice auto tradiționale. O tensiune atât de mare a platformei de lucru necesită ca siguranțele EV/HEV să aibă atât o capacitate mare de rupere a siguranțelor de joasă-tensiune, cât și fiabilitatea ridicată a siguranțelor auto. Următoarea lucrare va analiza siguranța utilizată în vehiculele cu energie nouă și va explora conceptul de design și tendința de dezvoltare tehnică.
Parametrii cheie ai siguranței
În comparație cu alte elemente de protecție a circuitelor, cum ar fi PTC (compoziție chimică complexă), întrerupător de circuit (părți mobile complexe), etc., siguranțele pot fi considerate componente destul de simple: pentru siguranțe de joasă tensiune, numai topitura (partea centrală a siguranței), corpul tubului izolator, bornele de alimentare și nisip de cuarț pentru stingerea arcului. Datorită structurii sale simple, siguranța poate obține atât fiabilitate ridicată, cât și costuri reduse.
Desigur, chiar și componentele simple au propriile lor dificultăți de proiectare și provocări. Parametrii cheie ai siguranței EV sunt descriși pe scurt după cum urmează:
1: Tensiune nominală
Tensiunea platformei de lucru a vehiculelor electrice cu energie nouă este ridicată. Tensiunea de lucru a mașinilor de pasageri este în general mai mare de 370 V, iar autobuzul va fi mai mare de 576 V. Tensiunea nominală a siguranțelor corespunzătoare trebuie să fie de 500 V și, respectiv, 700 V.
În același timp, caracteristicile sursei de alimentare a bateriei, curentul DIRECT de înaltă tensiune de ieșire este complet diferit de puterea de curent alternativ a distribuției industriale anterioare, capacitatea de stingere a arcului de curent continuu a siguranței este mare, trebuie să evite greșeala de a alege topirea rapidă tradițională AC industrială.
2.:Abilitatea de rupere
Standardul siguranțelor de -tensiune joasă (GB13539.5.3.1) menționează că curentul de scurt-circuit tipic este de 10 ori curentul nominal al siguranței și curentul de mai sus, iar curentul de suprasarcină este de sub 10 ori. În multe cazuri, clienții acordă prea multă atenție indicelui capacității maxime de rupere a siguranței (I1), dar ignoră timpii mici de rupere (I2a și I5). Dar, în practică, este adesea eșecul unei-separări joase. Mai ales sub tensiunea de curent continuu, deoarece curentul/tensiunea nu este mai mare de zero, capacitatea de stingere a arcului siguranței este foarte mare. Chiar și siguranțele de tip ar- sunt utilizate în principal pentru protecția la scurt-circuit, dar în aplicații practice, din cauza incertitudinii privind capacitatea acumulatorului, starea SOC și a punctului de scurt-circuit, curentul real de scurt-circuit poate acoperi 1500A-10000A sau chiar mai larg.
3:Abilitate anti-supratensiuni
Pentru producătorul pachetului de baterii, pentru a fuziona capacitatea anti-supratenționare fără prea multă atenție, dar pentru producătorii de piese OEM sau Pdus, care este critic, în special ramura compresorului de aer condiționat sau piesele motorului auxiliar, această parte duce adesea la pierderea funcției modulelor legate de acțiuni accidentale. Această defecțiune nu are ca rezultat o întrerupere semnificativă a curentului, dar poate degrada semnificativ experiența clientului.
Pentru PTC/compresor de aer condiționat/direcție asistată și alte module auxiliare (mașini auxiliare), din cauza designului complex al circuitului, este inevitabil să existe curent tranzitoriu cauzat de pornire/pornire-oprire etc. În acest moment, sperăm că siguranța poate rezista la supratensiune fără a întrerupe modulul din sistem din cauza acțiunii timpurii.
În prezent, producătorii de control electronic / PDU aleg în mare parte topirea rapidă de tip aR. Pentru a rezista la supratensiune, sunt adesea selectate siguranțe cu un curent nominal mai mare, care sacrifică capacitatea scăzută de protecție la suprasarcină.
Tabelul de mai jos este o comparație a timpului de arc anterior al aceleiași tensiuni/curent între BO TOMahawk electronic și marca B (notă: cu cât timpul-arcului anterior este mai lung, cu atât este mai mare-arcul anterior I2T, cu atât capacitatea anti-antitensiune este mai mare)
4: Cerințe de fiabilitate
Beneficiind de dezvoltarea HEV timp de 20 de ani, JASO a emis standardul FUSE D622 pentru HEV, care specifică cerințele de fiabilitate pe care trebuie să le îndeplinească siguranța.
Deși siguranțele pur electrice nu pot copia complet acest standard (cum ar fi rezistența la uleiul de lubrifiere și cerințele de tensiune relativ scăzută și capacitatea de rupere), fiabilitatea poate fi pe deplin în conformitate cu acest standard matur:
În plus față de câțiva indicatori cheie de mai sus, nu este punctul vizibil pe suprafața unor factori, cum ar fi materialul tubului este fibră de sticlă + rășină sau materiale compozite ceramice, un singur corp de tub sau două corp de tub în paralel, sau de ce suprafața pieselor metalice, chiar și siguranța din interiorul nisipului de cuarț se întărește, clienții nu ar trebui să acorde atenție factorilor cheie. Cheia este dacă producătorul de siguranțe se poate asigura că produsul îndeplinește caracteristicile electrice de bază (cum ar fi puterea scăzută și capacitatea de rupere DC de mare putere) și cerințele de fiabilitate.