El fusible es un componente importante en la distribución de alto voltaje de vehículos de nueva energía, que juega un papel importante en el aislamiento y eliminación de fallas de cortocircuito en circuitos de alto voltaje de vehículos eléctricos. Este artículo analiza las características básicas y el concepto de diseño de los fusibles de alto voltaje utilizados en vehículos, con el fin de ampliar las ideas para que los fabricantes de automóviles, baterías y controles eléctricos seleccionen los fusibles para vehículos eléctricos apropiados.
En los vehículos de nueva energía, incluidos los eléctricos puros y los híbridos, los elementos de protección de circuitos o fusibles son más importantes que nunca. La aplicación cruzada de fusibles de bajo-voltaje y sistemas eléctricos de regulación de vehículos plantea requisitos más desafiantes para los fusibles.
Las características de los fusibles de potencia electrónicos tradicionales están cubiertas por la norma norteamericana de la serie UL248 o la serie IEC60127/60269, y no existe ningún requisito en cuanto a la confiabilidad de los fusibles. Los fusibles automotrices tradicionales, definidos por la norma de la serie ISO8820, definen los requisitos de coincidencia y confiabilidad de los mazos de cables automotrices, pero su voltaje nominal solo cubre 32 VCC e inferiores (el nuevo ISO8820-7/8 define fusibles para celdas de combustible y vehículos híbridos, también solo hasta 450 VCC e IR2000A).
En la actualidad, el voltaje de funcionamiento de los turismos es generalmente superior a 370 V y el de los autobuses es superior a 576 V, lo que es mucho más alto que los 12 V/24 V de los componentes eléctricos de los automóviles tradicionales. Un voltaje de plataforma de trabajo tan alto requiere que los fusibles para vehículos eléctricos y HEV tengan tanto la alta capacidad de ruptura de los fusibles de bajo-voltaje como la alta confiabilidad de los fusibles de automóviles. El siguiente artículo analizará el fusible utilizado en vehículos de nueva energía y explorará su concepto de diseño y tendencia de desarrollo técnico.
Parámetros clave del fusible
En comparación con otros elementos de protección de circuitos, como PTC (composición química compleja), disyuntor (partes móviles complejas), etc., se puede decir que los fusibles son componentes bastante simples: para los fusibles de bajo-voltaje, solo la masa fundida (la parte central del fusible), el cuerpo del tubo aislante, los terminales de alimentación y la arena de cuarzo para extinguir el arco. Debido a su estructura simple, el fusible puede lograr alta confiabilidad y bajo costo.
Por supuesto, incluso los componentes simples tienen sus propias dificultades y desafíos de diseño. Los parámetros clave del fusible EV se describen brevemente a continuación:
1: tensión nominal
El voltaje de la plataforma de trabajo de los vehículos eléctricos de nueva energía es alto. El voltaje de funcionamiento de los turismos es generalmente superior a 370 V y el del autobús será superior a 576 V. Se requiere que la tensión nominal de los fusibles correspondientes sea de 500 V y 700 V respectivamente.
Al mismo tiempo, las características de la fuente de alimentación de la batería, la corriente DIRECTA de alto voltaje de salida es completamente diferente de la potencia de CA de la distribución industrial anterior, la capacidad de extinción del arco de CC del fusible es alta, se debe evitar el error de elegir la fusión rápida de CA industrial tradicional.
2.:Capacidad de ruptura
El estándar de fusibles de bajo-voltaje (GB13539.5.3.1) menciona que la corriente típica de cortocircuito-es 10 veces la corriente nominal del fusible y la corriente superior, y la corriente de sobrecarga inferior 10 veces. En muchos casos, los clientes prestan demasiada atención al índice de poder máximo de corte del fusible (I1), pero ignoran los bajos tiempos de corte (I2a e I5). Pero en la práctica, a menudo se debe al fracaso de la separación-baja. Especialmente bajo voltaje de CC, debido a que la corriente/voltaje no es mayor que cero, la capacidad de extinción del arco del fusible es muy alta. Incluso los fusibles de tipo ar-se utilizan principalmente para protección contra cortocircuitos-, pero en aplicaciones prácticas, debido a la incertidumbre de la capacidad del paquete de baterías, el SOC y el estado del punto de cortocircuito-, la corriente de cortocircuito real-puede cubrir entre 1500 A y 10 000 A o incluso más.
3: Capacidad anti-sobretensión
Para el fabricante del paquete de baterías, fusionar la capacidad antisobretensión sin demasiada atención, pero para los fabricantes de OEM o PDU, lo cual es crítico, especialmente la rama del compresor de aire acondicionado o las piezas del motor auxiliar, esta parte a menudo conduce a que los módulos relacionados con acciones accidentales pierdan su función. Esta falla no resulta en un corte de energía significativo, pero puede degradar significativamente la experiencia del cliente.
Para PTC/compresor de aire acondicionado/dirección asistida y otros módulos auxiliares (máquinas auxiliares), debido al complejo diseño del circuito, es inevitable que haya corriente transitoria causada por el arranque/encendido{0}}apagado, etc. En este momento, esperamos que el fusible pueda soportar la sobretensión sin interrumpir el módulo del sistema debido a una acción temprana.
En la actualidad, los fabricantes de control electrónico/PDU eligen principalmente la fusión rápida tipo aR. Para resistir la sobrecorriente, a menudo se seleccionan fusibles con corriente nominal más alta, lo que sacrifica la baja capacidad de protección contra sobrecarga.
La siguiente tabla es la comparación del tiempo de ante-arco del mismo voltaje/corriente entre BO TOMahawk electronic y la marca B (nota: cuanto más largo sea el tiempo de ante-arco, mayor será el ante-arco I2T, más fuerte será la capacidad anti-sobretensiones).
4: Requisitos de confiabilidad
Beneficiándose del desarrollo de HEV durante 20 años, JASO emitió el estándar FUSE D622 para HEV, que especifica los requisitos de confiabilidad que debe cumplir el fusible.
Aunque los fusibles puramente eléctricos no pueden copiar completamente este estándar (como la resistencia al aceite lubricante y los requisitos de voltaje y capacidad de corte relativamente bajos), la confiabilidad puede estar totalmente de acuerdo con este estándar maduro:
Además de los varios indicadores clave anteriores, no es el punto algunos visibles en la superficie de algunos factores, como el material del tubo es fibra de vidrio + resina o materiales compuestos cerámicos, un solo cuerpo de tubo o dos cuerpos de tubos en paralelo, o por qué la superficie de las piezas metálicas enchapadas, incluso la fusión dentro de la arena de cuarzo se está curando, los clientes no deben prestar atención a los factores clave. La clave es si el fabricante de fusibles puede garantizar que el producto cumpla con las características eléctricas básicas (como la capacidad de corte de CC de baja y alta potencia) y los requisitos de confiabilidad.