Osigurač je važna komponenta u visokonaponskoj distribuciji novih energetskih vozila, koja igra važnu ulogu u izolaciji i otklanjanju kvara kratkog spoja visokonaponskog kola električnih vozila. U ovom radu analiziraju se osnovne karakteristike i koncept dizajna visokonaponskih osigurača koji se koriste u vozilima, kako bi se proširile ideje za proizvođače automobila, akumulatora i proizvođače električnih kontrola za odabir odgovarajućih EV osigurača.
U vozilima nove energije, uključujući čista električna i hibridna vozila, elementi zaštite kola ili osigurači važniji su nego ikada prije. Unakrsna primjena niskonaponskih-osigurača i elektrike za regulaciju vozila postavlja izazovnije zahtjeve za osigurače.
Karakteristike tradicionalnih elektronskih osigurača pokrivene su sjevernoameričkim standardom serije UL248 ili serijom IEC60127/60269 i ne postoji zahtjev za pouzdanost osigurača. Tradicionalni automobilski osigurači, definirani standardom serije ISO8820, definiraju zahtjeve za usklađenost i pouzdanost kabelskih svežnja za automobile, ali njihov nazivni napon pokriva samo 32VDC i niže (novi ISO8820-7/8 definira osigurače za gorivne ćelije i hibridna vozila, također samo do 450VDC).
Trenutno je radni napon putničkih automobila uglavnom veći od 370V, a autobusa više od 576V, što je daleko više od 12V/24V tradicionalnih automobilskih električnih komponenti. Tako visok napon radne platforme zahtijeva da EV/HEV osigurači imaju i visoku prekidnu moć niskonaponskih-osigurača i visoku pouzdanost automobilskih osigurača. U sljedećem radu analizirat će se osigurač koji se koristi u novim energetskim vozilima i istražiti njegov koncept dizajna i trend tehničkog razvoja.
Ključni parametri osigurača
U poređenju sa drugim elementima zaštite kola, kao što je PTC (složen hemijski sastav), prekidač (složeni pokretni delovi), itd., za osigurače se može reći da su prilično jednostavne komponente: za niskonaponske -osigurače, samo talina (jezgro osigurača), telo izolacione cevi, terminali za napajanje i kvarcni pesak za gašenje luka. Zbog svoje jednostavne strukture, osigurač može postići i visoku pouzdanost i nisku cijenu.
Naravno, čak i jednostavne komponente imaju svoje poteškoće i izazove u dizajnu. Ključni parametri EV osigurača su ukratko opisani kako slijedi:
1: Nazivni napon
Napon radne platforme novih energetskih električnih vozila je visok. Radni napon putničkih automobila je uglavnom veći od 370V, a autobusa će biti veći od 576V. Nazivni napon odgovarajućih osigurača mora biti 500V odnosno 700V.
Istovremeno, karakteristike napajanja baterije, izlazna visokonaponska DIREKTNA struja potpuno se razlikuje od AC snage prethodne industrijske distribucije, sposobnost gašenja istosmjernog luka je visoka, mora se izbjeći greška odabira tradicionalnog industrijskog brzog topljenja naizmjenične struje.
2.: Sposobnost lomljenja
Standard za niskonaponski -osigurač (GB13539.5.3.1) spominje da je tipična struja kratkog-struja 10 puta veća od nazivne struje osigurača i struje iznad, a struja preopterećenja ispod 10 puta. U mnogim slučajevima, kupci obraćaju previše pažnje na indeks maksimalnog preklopnog kapaciteta osigurača (I1), ali zanemaruju niska vremena prekida (I2a i I5). Ali u praksi, to je često neuspjeh niskog-razdvajanja. Posebno pod istosmjernim naponom, jer struja/napon nije više od nule, sposobnost gašenja luka osigurača je vrlo visoka. Čak i ar-osigurači se uglavnom koriste za zaštitu od kratkog-spoja, ali u praktičnoj primjeni, zbog nesigurnosti kapaciteta baterije, SOC-a i statusa tačke kratkog{15}}spoja, stvarna struja kratkog-struja može pokriti 1500A-10000A ili čak i šire.
3: Sposobnost protiv prenapona
Za proizvođača baterijskog paketa, kako bi se osigurao kapacitet protiv prenapona bez previše pažnje, ali za OEM ili Pdus proizvođača, što je kritično, posebno ogranak kompresora klima uređaja ili dijelovi pomoćnog motora, ovaj dio često dovodi do toga da moduli povezani sa slučajnim djelovanjem gube funkciju. Ovaj kvar ne dovodi do značajnog nestanka struje, ali može značajno pogoršati korisničko iskustvo.
Za PTC/kompresor klima uređaja/servo upravljač i druge pomoćne module (pomoćne mašine), zbog složenog dizajna kola, neizbježno je da će doći do prolazne struje uzrokovane pokretanjem/uključenjem-isključenjem itd. U ovom trenutku, nadamo se da osigurač može izdržati prenapon bez prekida rada modula iz sistema zbog ranog djelovanja.
Trenutno, proizvođači elektroničkog upravljanja/PDU uglavnom biraju brzo topljenje tipa aR. Kako bi se oduprli udarnoj struji, često se biraju osigurači sa višom nazivnom strujom, koji žrtvuju nisku sposobnost zaštite od preopterećenja.
Tabela ispod je poređenje vremena prednjeg luka istog napona/struje između BO TOMahawk electronic i B marke (napomena: što je duže vrijeme pred-luka, veći je prednji luk I2T, to je jača sposobnost protiv-prenapona)
4: Zahtjevi za pouzdanost
Koristeći koristi od razvoja HEV-a tokom 20 godina, JASO je izdao FUSE standard D622 za HEV, koji specificira zahtjeve pouzdanosti koje osigurač mora ispuniti.
Iako čisto električni osigurači ne mogu u potpunosti kopirati ovaj standard (kao što je otpornost ulja za podmazivanje i zahtjevi relativno niskog napona i prekida), pouzdanost može biti u potpunosti u skladu s ovim zrelim standardom:
Pored gore navedenih nekoliko ključnih indikatora, nije riječ o tome da su neki faktori vidljivi na površini nekih faktora, kao što je materijal cijevi staklena vlakna + smola ili keramički kompozitni materijali, jednocijevo tijelo ili tijelo dvije cijevi paralelno, ili zašto površina metalnih dijelova, čak i fitilj unutar kvarcnog pijeska, nisu ključni faktori koji bi trebali obratiti pažnju na kupce. Ključno je da li proizvođač osigurača može osigurati da proizvod ispunjava osnovne električne karakteristike (kao što su male snage i velike snage istosmjernog prekidanja) i zahtjeve za pouzdanost.