Debat sobre l'aplicació de fusibles d'automòbils de nova energia
Potència híbrida, nova energia
En vehicles de nova energia, inclosa la potència elèctrica i híbrida pura, els components de protecció de circuits o els fusibles són més importants que mai. Fusibles de baixa tensió i elèctrics específics del vehicle
L'aplicació creuada proposa requisits més difícils per al fusible.
Els fusibles electrònics tradicionals, les característiques dels quals estan coberts per les normes nord-americanes de la sèrie UL248 o de la sèrie IEC60127 / 60269, no requereixen la fiabilitat del fusible; cotxes tradicionals
El fusible, definit per la sèrie d’estàndards ISO8820, defineix els requisits de compatibilitat i fiabilitat amb el cablejat de l’automòbil, però la seva tensió nominal només cobreix 32VDC i menys
(La nova ISO8820-7 / 8 defineix fusibles especials per a piles de combustible i vehicles híbrids, i només fins a 450VDC i IR2000A).
Actualment, la tensió de treball dels turismes és generalment superior a 370V, i els autobusos superen els 576V, que és molt superior als 12V / 24V dels components elèctrics tradicionals per a automoció. Un voltatge tan elevat de la plataforma de treball,
Cal que els fusibles EV / HEV tinguin tant l’alta capacitat de trencament dels fusibles de baixa tensió com l’alta fiabilitat dels fusibles per a automoció. El següent article analitzarà els fusibles dels vehicles de nova energia.
Exploreu el seu concepte de disseny i la tendència de desenvolupament tecnològic.
Un, els paràmetres clau del fusible
En comparació amb altres components de protecció de circuits, com ara PTC (composició química complexa), interruptor automàtic (conté peces mòbils complexes), etc., es pot dir que el fusible és un component bastant simple:
Per als fusibles de baixa tensió, només conté la fusió (la part central del fusible), el cos del tub aïllant, el terminal energitzat i la sorra de quars per a l'extinció de l'arc. Per la seva estructura senzilla,
Només el fusible pot aconseguir una alta fiabilitat i un baix cost.
Per descomptat, fins i tot els components simples presenten dificultats i desafiaments de disseny. A continuació, es descriuen breument els paràmetres clau dels fusibles EV de la manera següent:
1. Tensió nominal
El voltatge de la plataforma de treball dels vehicles elèctrics de nova energia és relativament alt. La tensió de treball dels turismes és generalment superior a 370V i la tensió de treball dels autobusos superarà els 576V. Es requereix el fusible corresponent.
Les tensions són de 500V i 700V respectivament.
Al mateix temps, amb la característica d’alimentació per bateria, la potència de CC d’alta tensió de sortida és completament diferent de la de CA de la distribució industrial anterior, que requereix una alta capacitat d’extinció d’arc de CC del fusible, per la qual cosa s’ha d’evitar
El malentès de triar la comunicació industrial tradicional es fon ràpidament.
2. Capacitat de trencament
L'estàndard del fusible de baixa tensió (GB13539.5.3.1) menciona que el corrent típic de curtcircuit és deu vegades superior al corrent nominal del fusible i superior, i que el corrent de sobrecàrrega és inferior a 10 vegades.
En molts casos, els clients presten massa atenció a la capacitat màxima de trencament (I1) del fusible, mentre que descuiden la tracció de baixa potència (I2a i I5). A la pràctica, sovint es trenca a poca potència
Més fracassos. Especialment per a ruptures baixes sota tensió CC, perquè el corrent / voltatge no és zero, la capacitat d’extinció de l’arc del fusible és molt elevada. Fins i tot fusible de tipus AR,
El propòsit principal és la protecció contra el curtcircuit, però en aplicacions pràctiques, a causa de la incertesa de la capacitat de la bateria, el SOC i l’estat del punt de curtcircuit, el corrent de curtcircuit real pot cobrir
1500A-10000A, encara més ampli.
Figura 3 Un fusible 400A (per a MiniMSD) d’una marca determinada es va trencar a 750Vdc / 1,6kA (4 vegades), l’arc es va tornar a engegar al cap de 2 segons i el trencament va fallar (combustible)
3. Capacitat anti-sobretensions
Per als fabricants de paquets de bateries, és possible que no prestin molta atenció a la resistència a les sobretensions del fusible, però per als fabricants d’OEM o PDU, aquest indicador és molt crític.
Especialment a la branca del compressor de l’aire condicionat o a la part del motor auxiliar, sovint és aquesta la que provoca l’acció accidental del fusible i fa que els mòduls pertinents perdin la funció. L'error no pot causar greus
La potència de sortida s’interromp, però també reduirà notablement l’experiència del client.
Per a mòduls auxiliars (unitats auxiliars) com PTC / compressor d’aire condicionat / direcció assistida, ja que el disseny del circuit és més complicat, és inevitable que hi hagi corrents transitoris com l’arrencada / apagada.
En aquest moment, esperem que el fusible pugui suportar aquesta sobretensió sense que hi hagi una acció prematura que faci que el mòdul es desconnecti del sistema.
Actualment, els fabricants de control electrònic / PDU solen escollir un tipus d’acció ràpida. Per tal de resistir el corrent de pujada, sovint és necessari triar un fusible amb un corrent nominal més alt, que és relativament sacrificat.
Baixa capacitat de protecció contra sobrecàrrega.
4. Requisits de fiabilitat
Gràcies als 20 anys de desenvolupament de HEV per a vehicles elèctrics híbrids, Japan JASO va promulgar D622, un estàndard de fusibles dedicat als vehicles elèctrics híbrids, que estipula diversos fusibles.
Requisits de fiabilitat que s’han de complir.
Tot i que els fusibles elèctrics purs no poden copiar la norma (com ara la resistència a l’oli lubricant i els requisits de baixa tensió i capacitat de ruptura), la fiabilitat és completament completa
Segons aquesta norma madura:
A més dels indicadors clau anteriors, alguns factors visibles a la superfície no són el focus, com ara si el cos del tub està fet de fibra de vidre + material compost de resina o ceràmica i un cos de tub únic
El fet que els dos tubs estiguin connectats en paral·lel o que el recobriment superficial de les peces metàl·liques o que la sorra de quars dins del fusible estigui solidificada no és un factor clau al qual els clients haurien de prestar atenció.
La clau és si el fabricant de fusibles pot garantir que el producte compleixi les característiques elèctriques bàsiques (com ara la baixa i alta capacitat de trencament de CC) i els requisits de fiabilitat.
2. Càlcul de selecció actual de fusible EV
A més de satisfer que la tensió nominal ha de ser superior a la tensió de funcionament del sistema i prestar atenció a la mida adequada, la selecció del fusible EV és la principal dificultat en el càlcul i selecció del corrent nominal.
Càlcul del corrent nominal dels fusibles In: Ib=In x Kt x Ke x Kv x Kf x Ka;
L'aplicació real es pot convertir a: In≥ Ib / (Kt x Ke x Kv x Kf x Ka)
A: corrent nominal del fusible
Ib: corrent de càrrega contínua màxima admissible del circuit on es troba el fusible
Kt: factor de correcció de la temperatura
Ke: factor de conductivitat tèrmica del dispositiu de connexió
Kv: factor de correcció del refredament per aire
Kf: factor de correcció de freqüència
Ka: factor de correcció d’altitud
En aplicacions pràctiques, el corrent de càrrega actual del fusible en diferents condicions de treball és diferent i la durada és diferent; és difícil utilitzar un model precís per definir el corrent de transport actual del fusible;
Els usuaris han d’ajustar la selecció de fusibles segons la selecció bàsica i la seva pròpia estratègia de control intern. En l’ajust, cal tenir en compte almenys els aspectes següents:
Ø Si es pot protegir eficaçment, és a dir, si el fusible pot funcionar eficaçment quan es troba amb un curtcircuit del circuit principal, de manera que no causi problemes com l’incendi de la bateria i l’incendi del cable;
Ø En aplicacions pràctiques, si l’augment de temperatura és acceptable, controlable i si afecta dispositius perifèrics;
Ø L’avaluació de les condicions laborals reals és l’únic criteri per comprovar si la selecció és adequada.
per concloure
El fusible és un component crític per a la seguretat en vehicles de nova energia. Els requisits d’aplicació i selecció són diferents dels fusibles industrials tradicionals i dels fusibles per a automoció. La diferència principal és
Requeriments exigents en aplicacions d'automoció.
Anàlisi de tres mètodes de dissipació de calor per a bateries de potència de vehicles de nova energia
La bateria d’energia és el nucli de la nova bateria d’energia i el paper del separador de bateries també és molt important. Es tracta principalment de separar les etapes positives i negatives de la bateria en un espai reduït per evitar curtcircuits causats pel contacte entre els dos pols.
Però pot garantir que els ions de l’electròlit puguin passar lliurement entre els elèctrodes positius i negatius. Per tant, el diafragma es converteix en el material bàsic per garantir el funcionament segur i estable de les bateries de ions de liti.
L’electròlit ha d’aïllar la font de combustió, el diafragma ha d’augmentar la temperatura resistent a la calor i la suficient dissipació de calor és reduir la temperatura de la bateria per evitar l’acumulació de calor excessiva i provocar l’escapament tèrmic de la bateria. Si la bateria
La temperatura augmenta bruscament fins als 300 ° C, fins i tot si el diafragma no es fon i es redueix, l’electròlit en si, l’electròlit i els elèctrodes positius i negatius tindran una forta reacció química, alliberant gas, formant una alta pressió interna i explotant.
Per tant, és molt important adoptar mètodes adequats de dissipació de calor.
Introducció al mode de dissipació de calor de l’estructura refrigerada per aire de la bateria
Mètode de dissipació de calor d’estructura refrigerada per aire de la bateria d’energia
1. Instal·leu un ventilador de refrigeració a un extrem de la bateria i deixeu un forat de ventilació a l’altre extrem per accelerar el flux d’aire entre els buits de la cel·la de la bateria i elimineu l’alt calor generat per la cel·la de la bateria quan funciona ;
2. Afegiu juntes de silicona conductores tèrmicament a la part superior i inferior de l’extrem de l’elèctrode, de manera que la calor que no és fàcil dissipar de la part superior i inferior es condueix a la carcassa metàl·lica a través de la làmina de silicona conductora tèrmicament TIF per dissipar la calor.
L'elevat aïllament elèctric i la resistència a la punció de la pel·lícula tenen un bon efecte protector sobre la bateria.
Introducció al mode de dissipació de calor de l'estructura de refrigeració líquida del paquet de bateries
Mètode de dissipació de calor de l'estructura de refrigeració del líquid del paquet de bateries
1. La calor de la cèl·lula de la bateria es transfereix al tub de refrigeració del líquid a través de la làmina de gel de sílice tèrmicament conductora i la calor es deixa endur per la lliure circulació de l'expansió i contracció tèrmica del refrigerant, de manera que la temperatura de tota la bateria està unificat i el refrigerant és fort
La capacitat calorífica específica de la bateria absorbeix la calor generada quan la cel·la funciona, de manera que tota la bateria funciona a una temperatura segura.
2. El bon rendiment d'aïllament i l'alta resistència de la làmina de silicona conductora tèrmicament poden evitar efectivament els danys per vibració i fricció entre les bateries i el perill ocult de curtcircuit entre les bateries. És la millor solució per al refredament d'aigua.
Bons materials auxiliars.
Introducció del mètode de refrigeració per convecció natural per a bateries de potència
1. Aquest tipus de bateria té un espai ampli i està en bon contacte amb l'aire. La part exposada pot intercanviar calor de manera natural a través de l’aire i la part inferior que no pot intercanviar calor de forma natural es dissipa a través del radiador i s’omple la làmina de silicona conductora tèrmica
La bretxa entre el radiador i la bateria proporciona conducció de calor, absorció de xoc i aïllament.
2. La solució de la placa de calefacció s’utilitza principalment al mercat de vehicles energètics nous. La calor de la placa de calefacció que precalenta la bateria abans de la posada en marxa transfereix calor al paquet de bateries a través de la placa de silicona conductora tèrmicament, preescalfant la bateria i conduint la calor.
La pel·lícula de silicona té una bona conductivitat tèrmica, un rendiment d’aïllament, resistència al desgast, pot transferir eficaçment la calor i protegir el desgast i el curtcircuit causats per la fricció entre la bateria i l’escalfador.