Debate sobre la aplicación de un nuevo fusible de automóviles de energía
Potencia híbrida, nueva energía
En los nuevos vehículos de energía, incluida la potencia eléctrica e híbrida pura, los componentes o fusibles de protección de circuitos son más importantes que nunca. Fusibles de baja tensión y componentes eléctricos específicos del vehículo
La aplicación cruzada plantea requisitos más desafiantes para el fusible.
Los fusibles de alimentación electrónicos tradicionales, cuyas características están cubiertas por la serie UL248 de estándares norteamericanos o la serie IEC60127/60269, no tienen requisitos para la fiabilidad del fusible; coches tradicionales
El fusible, definido por la serie ISO8820 de estándares, define los requisitos de coincidencia y fiabilidad con el arnés de cableado automotriz, pero su voltaje nominal solo cubre 32VDC y por debajo
(El nuevo ISO8820-7/8 define fusibles especiales para pilas de combustible y vehículos híbridos, y solo hasta 450VDC e I.R.2000A).
En la actualidad, la tensión de trabajo de los turismos es generalmente superior a 370V, y los autobuses alcanzan por encima de 576V, que es mucho más alto que los 12V/24V de los componentes eléctricos automotrices tradicionales. Un voltaje de plataforma de trabajo tan alto,
Se requieren fusibles EV/HEV para tener tanto la alta capacidad de rotura de los fusibles de bajo voltaje como la alta confiabilidad de los fusibles automotrices. El siguiente artículo analizará los fusibles en busca de nuevos vehículos energéticos.
Explore su concepto de diseño y tendencia de desarrollo tecnológico.
Uno, los parámetros clave del fusible
En comparación con otros componentes de protección de circuito, como PTC (composición química compleja), disyuntor (contiene piezas móviles complejas), etc., se puede decir que el fusible es un componente bastante simple:
Para fusibles de baja tensión, sólo contiene la fusión (la parte central del fusible), el cuerpo del tubo aislante, el terminal energizado y la arena de cuarzo para la extinción de arco. Debido a su estructura simple,
Sólo el fusible puede lograr alta fiabilidad y bajo costo.
Por supuesto, incluso los componentes simples tienen sus dificultades de diseño y desafíos. A continuación, los parámetros clave de los fusibles EV se describen brevemente de la siguiente manera:
1. Tensión nominal
El voltaje de la plataforma de trabajo de los nuevos vehículos eléctricos de energía es relativamente alto. La tensión de trabajo de los turismos es generalmente superior a 370V, y la tensión de trabajo de los autobuses alcanzará por encima de 576V. Se requiere la clasificación de fusible correspondiente.
Las tensiones son 500V y 700V respectivamente.
Al mismo tiempo, con la característica de alimentación por batería, la potencia de CC de alta tensión de salida es completamente diferente de la potencia de CA de la distribución industrial anterior, que requiere una alta capacidad de extinción de arco de CC del fusible, por lo que debe evitarse
El malentendido de elegir la comunicación industrial tradicional se derrite rápidamente.
2. Capacidad de ruptura
El estándar de fusible de baja tensión (GB13539.5.3.1) menciona que la corriente de cortocircuito típica es 10 veces la corriente nominal del fusible y superior, y la corriente de sobrecarga es inferior a 10 veces.
En muchos casos, los clientes prestan demasiada atención a la capacidad máxima de rotura (I1) del fusible, mientras descuidan la rotura de baja potencia (I2a e I5). En la práctica, a menudo se rompe a baja potencia
Más fracasos. Especialmente para baja rotura bajo voltaje de CC, debido a que la corriente / voltaje no es cero, la capacidad de extinción de arco del fusible es muy alta. Incluso fusible tipo aR,
El propósito principal es la protección contra cortocircuitos, pero en aplicaciones prácticas, debido a la incertidumbre de la capacidad de la batería, SOC y el estado del punto de cortocircuito, la corriente de cortocircuito real puede cubrir
1500A-10000A, aún más ancha.
Figura 3 Un fusible 400A (para MiniMSD) de una determinada marca se rompió a 750Vdc/1.6kA (4 veces), el arco reavivado después de 2 segundos, y la rotura falló (quemadura de fusible)
3. Capacidad anti-tensión
Para los fabricantes de baterías, es posible que no presten demasiada atención a la resistencia a las sobretensiones del fusible, pero para los fabricantes de fabricantes de equipos originales o PDU, este indicador es muy crítico.
Especialmente en la rama del compresor de aire acondicionado o la parte del motor auxiliar, a menudo es esta parte la que causa la acción accidental del fusible y hace que los módulos relevantes pierdan la función. El fallo puede no causar
La potencia de salida se interrumpe, pero la experiencia del cliente se reducirá considerablemente.
Para módulos auxiliares (unidades auxiliares) como compresores PTC/aire acondicionado/dirección asistida, debido a que el diseño del circuito es más complicado, es inevitable que haya corrientes transitorias como puesta en marcha/encendido.
En este momento, esperamos que el fusible pueda soportar esta sobretensión sin una acción prematura que haga que el módulo se desconecte del sistema.
En la actualidad, los fabricantes de control electrónico/PDU a menudo eligen el tipo aR de acción rápida. Con el fin de resistir la corriente de sobretensión, a menudo es necesario elegir un fusible con una corriente nominal más alta, que es relativamente sacrificado.
Baja capacidad de protección contra sobrecargas.
4. Requisitos de fiabilidad
Gracias al desarrollo de 20 años de HEV para vehículos eléctricos híbridos, la JASO de Japón promulgó D622, un estándar de fusibles dedicado a los vehículos eléctricos híbridos, que estipula varios fusibles
Requisitos de fiabilidad que deben cumplirse.
Aunque los fusibles eléctricos puros no pueden copiar el estándar (como la resistencia al aceite lubricante y los requisitos de tensión y capacidad de rotura relativamente bajos), la fiabilidad es completamente
De acuerdo con este estándar maduro:
Además de los indicadores clave anteriores, algunos factores visibles en la superficie no son los puntos clave, como si el material del cuerpo del tubo es fibra de vidrio + material compuesto de resina o cerámica, un solo cuerpo de tubo
Si los dos tubos están conectados en paralelo, o el recubrimiento superficial de las piezas metálicas, o si la arena de cuarzo dentro del fusible está solidificada, no es un factor clave que los clientes deben prestar atención.
La clave es si el fabricante del fusible puede garantizar que el producto cumple con las características eléctricas básicas (como la baja y alta capacidad de rotura de CC) y los requisitos de fiabilidad.
2. Cálculo de selección de corriente nominal del fusible EV
Además de satisfacer que la tensión nominal debe ser mayor que la tensión de funcionamiento del sistema y prestar atención al tamaño adecuado, la principal dificultad en la selección del fusible EV es el cálculo y la selección de la corriente nominal.
Cálculo de la corriente nominal del fusible En: Ib - En x Kt x Ke x Kv x Kf x Ka;
La aplicación real se puede convertir a: In≥ Ib/(Kt x Ke x Kv x Kf x Ka)
En: corriente nominal del fusible
Ib: La corriente de carga continua máxima permitida del circuito donde se encuentra el fusible
Kt: Factor de corrección de temperatura
Ke: Factor de conductividad térmica del dispositivo de conexión
Kv: factor de corrección de refrigeración por aire
Kf: Factor de corrección de frecuencia
Ka: Factor de corrección de altitud
En aplicaciones prácticas, la corriente de transporte real del fusible en diferentes condiciones de trabajo es diferente, y la duración es diferente; es difícil utilizar un modelo preciso para definir la corriente de transporte actual del fusible;
Los usuarios deben ajustar la selección de fusibles de acuerdo con la selección básica y su propia estrategia de control interno. En el ajuste, deben tenerse en cuenta al menos los siguientes aspectos:
• Si se puede proteger eficazmente, es decir, si el fusible puede funcionar eficazmente cuando se encuentra con un cortocircuito del circuito principal sin causar problemas como el fuego de la batería o el fuego del cable;
• En aplicaciones prácticas, si el aumento de la temperatura es aceptable, controlable y si afecta a los dispositivos periféricos;
• La evaluación de las condiciones reales de trabajo es el único criterio para comprobar si la selección es adecuada.
para resumir
El fusible es un componente crítico para la seguridad en los nuevos vehículos de energía. Sus requisitos de aplicación y selección son diferentes de los anteriores fusibles industriales tradicionales y fusibles automotrices. La principal diferencia es que
Exigentes requisitos en aplicaciones automotrices.
Análisis de tres métodos de disipación de calor para baterías eléctricas de nuevos vehículos energéticos
Las baterías de energía son el núcleo de las nuevas baterías de energía, y el papel de los separadores de baterías también es muy importante. El propósito principal es separar las etapas positivas y negativas de la batería en un espacio pequeño para evitar cortocircuitos causados por el contacto entre los dos polos.
Pero puede asegurar que los iones en el electrolito pueden pasar libremente entre los electrodos positivos y negativos. Por lo tanto, el diafragma se ha convertido en el material central para garantizar el funcionamiento seguro y estable de las baterías de iones de litio.
El electrolito es aislar la fuente de combustión, el diafragma es aumentar la temperatura resistente al calor, y la disipación de calor suficiente es reducir la temperatura de la batería para evitar la acumulación excesiva de calor y causar fuga térmica de la batería. Si la batería
La temperatura sube bruscamente a 300oC. Incluso si el diafragma no se derrite y se encoge, el electrolito en sí, el electrolito y los electrodos positivos y negativos tendrán una fuerte reacción química, liberando gas, formando una alta presión interna y explotando.
Por lo tanto, es muy importante adoptar métodos adecuados de disipación de calor.
Introducción al modo de disipación de calor de la estructura refrigerada por aire de la batería de alimentación
Método de disipación de calor de la estructura refrigerada por aire de la batería de energía
1. Instale un ventilador de refrigeración en un extremo de la batería y deje un orificio de ventilación en el otro extremo para acelerar el flujo de aire entre los huecos de la celda de la batería y quitar el calor alto generado por la celda de la batería cuando está funcionando;
2. Agregue juntas de silicona térmicamente conductivas a la parte superior e inferior del extremo del electrodo, de modo que el calor que no es fácil de disipar desde la parte superior e inferior se lleve a la cáscara de metal a través de la lámina de silicona térmicamente conductora TIF para disipar el calor.
El alto aislamiento eléctrico y la resistencia a pinchazos de la película tienen un buen efecto protector en la batería.
Introducción al modo de disipación de calor de la estructura de refrigeración líquida de la batería de alimentación
Método de disipación de calor de la estructura de enfriamiento líquido de la batería de energía
1. El calor de la célula de la batería se transfiere al tubo de enfriamiento líquido a través de la lámina de gel de sílice térmicamente conductora, y el calor se lleva lejos por la libre circulación de la expansión térmica del refrigerante y la contracción, de modo que la temperatura de toda la batería se unifica y el refrigerante es fuerte
La capacidad de calor específica de la batería absorbe el calor generado cuando la célula está funcionando, de modo que toda la batería funciona a una temperatura segura.
2. El buen rendimiento de aislamiento y la alta resistencia de la lámina de silicona térmicamente conductora pueden evitar eficazmente el daño por vibración y fricción entre las baterías y el peligro oculto de cortocircuito entre las baterías. Es la mejor solución para la refrigeración por agua.
Buenos materiales auxiliares.
Introducción del método de enfriamiento por convección natural para la batería de energía
1. Este tipo de batería tiene un gran espacio y está en buen contacto con el aire. La parte expuesta puede intercambiar naturalmente calor a través del aire, y la parte inferior que no puede intercambiar calor naturalmente se disipa a través del radiador, y la hoja de silicona conductora térmica se llena
El espacio entre el radiador y la batería proporciona conducción de calor, absorción de impactos y aislamiento.
2. La solución de placa de calefacción se utiliza principalmente en el nuevo mercado de vehículos de energía. El calor de la placa de calentamiento de precalentamiento de la batería antes de arrancar se transfiere a la batería a través de la placa de silicona térmicamente conductora, precalentando la batería y conduciendo el calor.
La película de silicona tiene buena conductividad térmica, rendimiento de aislamiento, resistencia al desgaste, puede transferir eficazmente el calor y proteger el desgaste y el cortocircuito causado por la fricción entre la batería y el calentador.