Запобіжник є важливим компонентом у розподільчій системі високої напруги нових енергетичних транспортних засобів, який відіграє важливу роль в ізоляції та усуненні несправності короткого замикання в ланцюзі високої напруги електромобілів. У цьому документі аналізуються основні характеристики та концепція конструкції запобіжників високої напруги, які використовуються в транспортних засобах, щоб розширити уявлення про вибір відповідних запобіжників для електромобілів для виробників автомобілів, акумуляторних блоків і виробників електричних засобів керування.
У нових транспортних засобах, в тому числі електричних і гібридних, елементи захисту ланцюга або запобіжники важливіші, ніж будь-коли. Перехресне застосування низьковольтних-плавких запобіжників і регулюючої електрики автомобіля висуває складніші вимоги до запобіжників.
Характеристики традиційних електронних силових запобіжників охоплюються північноамериканським стандартом серії UL248 або серією IEC60127/60269, і вимог до надійності запобіжників немає. Традиційні автомобільні запобіжники, визначені стандартом серії ISO8820, визначають вимоги до відповідності та надійності автомобільних джгутів, але їх номінальна напруга охоплює лише 32 В постійного струму та нижче (новий ISO8820-7/8 визначає запобіжники для паливних елементів і гібридних транспортних засобів, також лише до 450 В постійного струму та IR2000 A).
Наразі робоча напруга легкових автомобілів, як правило, перевищує 370 В, а автобусів — понад 576 В, що набагато вище, ніж 12/24 В традиційних автомобільних електричних компонентів. Така висока напруга робочої платформи вимагає, щоб запобіжники EV/HEV мали як високу відключаючу здатність запобіжників низької-напруги, так і високу надійність автомобільних запобіжників. У наступній статті буде проаналізовано запобіжник, який використовується в транспортних засобах з новою енергією, і досліджено його концепцію конструкції та тенденцію технічного розвитку.
Основні параметри запобіжника
Порівняно з іншими елементами захисту ланцюга, такими як PTC (складний хімічний склад), автоматичний вимикач (складні рухомі частини) тощо, запобіжники можна назвати досить простими компонентами: для запобіжників низької-напруги лише розплав (основна частина запобіжника), корпус ізоляційної трубки, клеми живлення та кварцовий пісок для гасіння дуги. Завдяки своїй простій конструкції запобіжник може досягти як високої надійності, так і низької вартості.
Звичайно, навіть прості компоненти мають свої труднощі та виклики при проектуванні. Основні параметри запобіжника EV коротко описані наступним чином:
1: Номінальна напруга
Напруга робочої платформи нових енергетичних електромобілів висока. Робоча напруга легкових автомобілів, як правило, перевищує 370 В, а автобус буде більше 576 В. Номінальна напруга відповідних запобіжників повинна становити 500 В і 700 В відповідно.
У той же час характеристики джерела живлення від батареї, вихід високої напруги ПОСТІЙНИЙ струм повністю відрізняються від потужності змінного струму попереднього промислового розподілу, здатність запобіжника до гасіння дуги постійного струму є високою, слід уникати помилки вибору традиційного промислового змінного струму швидкого плавлення.
2.: Розривна здатність
У стандарті запобіжників-низької напруги (GB13539.5.3.1) зазначено, що типовий струм-короткого замикання в 10 разів перевищує номінальний струм запобіжника та струм вище, а струм перевантаження нижче — у 10 разів. У багатьох випадках клієнти приділяють занадто багато уваги показнику максимальної відключаючої здатності запобіжника (I1), але ігнорують низькі часи відключення (I2a та I5). Але на практиці це часто невдача із-розділенням. Особливо під напругою постійного струму, оскільки струм/напруга не більше нуля, здатність запобіжника гасити дугу дуже висока. Навіть запобіжники ар-типу в основному використовуються для захисту від короткого-замикання, але на практиці через невизначеність ємності акумуляторної батареї, SOC і стану точки-короткого замикання, фактичний струм-короткого замикання може становити 1500A-10000A або навіть більше.
3: Здатність проти -перенапруги
Для виробника акумуляторної батареї, щоб захистити ємність від перенапруги, не приділяючи зайвої уваги, але для виробника OEM або PDU, що є критичним, особливо відділення компресора повітря або допоміжні частини двигуна, ця частина часто призводить до того, що пов’язані з запобіжником модулі випадково втрачають функцію. Ця несправність не призводить до значного відключення електроенергії, але може значно погіршити взаємодію з клієнтом.
Для PTC/компресора кондиціонера/підсилювача керма та інших допоміжних модулів (допоміжних машин) через складну схему схеми неминуче виникне перехідний струм, спричинений запуском/увімкненням-вимкненням тощо. Наразі ми сподіваємося, що запобіжник витримає стрибок напруги, не відриваючи модуль від системи через ранню дію.
Наразі виробники електронного керування/PDU здебільшого обирають швидке плавлення типу aR. Щоб протистояти стрибку струму, часто вибирають запобіжники з вищим номінальним струмом, які приносять в жертву низьку здатність захисту від перевантаження.
У таблиці нижче наведено порівняння часу перед-дуги тієї самої напруги/струму між BO TOMahawk electronic і брендом B (примітка: чим довший час перед-дуги, тим більше перед-дуги I2T, тим сильніша -здатність проти-перенапруги)
4: Вимоги до надійності
Отримавши переваги від розробки HEV протягом 20 років, JASO випустила стандарт FUSE D622 для HEV, який визначає вимоги до надійності, яким має відповідати запобіжник.
Хоча суто електричні запобіжники не можуть повністю копіювати цей стандарт (наприклад, стійкість до мастила, відносно низька напруга та вимоги до відключаючої здатності), надійність може повністю відповідати цьому зрілому стандарту:
На додаток до кількох ключових індикаторів, наведених вище, важливо не те, що деякі фактори, які видно на поверхні, наприклад, матеріал труби — скловолокно + смола або керамічні композитні матеріали, однотрубний корпус або двотрубний корпус паралельно, або чому поверхня покриття металевих частин, навіть запобіжник усередині кварцового піску затвердіває, не клієнти повинні звернути увагу на ключові фактори. Ключовим є те, чи може виробник запобіжника гарантувати, що виріб відповідає основним електричним характеристикам (таким як низька потужність і висока потужність відключення постійного струму) і вимогам до надійності.