Thảo luận về ứng dụng cầu chì ô tô năng lượng mới
Năng lượng lai, năng lượng mới
Trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới, bao gồm cả năng lượng thuần điện và hybrid, các bộ phận bảo vệ mạch điện hoặc cầu chì quan trọng hơn bao giờ hết. Cầu chì điện áp thấp và điện dành riêng cho xe
Ứng dụng chéo đưa ra nhiều yêu cầu thách thức hơn đối với cầu chì.
Cầu chì nguồn điện tử truyền thống, có các đặc điểm được đề cập bởi tiêu chuẩn Bắc Mỹ dòng UL248 hoặc dòng IEC60127 / 60269, không yêu cầu độ tin cậy của cầu chì; ô tô truyền thống
Cầu chì, được xác định theo loạt tiêu chuẩn ISO8820, xác định các yêu cầu về độ phù hợp và độ tin cậy với dây nịt ô tô, nhưng điện áp danh định của nó chỉ bao gồm 32VDC trở xuống
(ISO8820-7 / 8 mới xác định cầu chì đặc biệt cho pin nhiên liệu và xe hybrid, và chỉ tối đa 450VDC và IR2000A).
Hiện tại, điện áp làm việc của ô tô du lịch nói chung là trên 370V và xe buýt đạt trên 576V, cao hơn nhiều so với 12V / 24V của các linh kiện điện ô tô truyền thống. Điện áp nền tảng làm việc cao như vậy,
Cầu chì EV / HEV được yêu cầu phải có cả khả năng đánh thủng cao của cầu chì điện áp thấp và độ tin cậy cao của cầu chì ô tô. Bài viết dưới đây sẽ phân tích các loại cầu chì cho xe chạy bằng năng lượng mới.
Khám phá ý tưởng thiết kế và xu hướng phát triển công nghệ của nó.
Một, các thông số chính của cầu chì
So với các linh kiện bảo vệ mạch điện khác, chẳng hạn như PTC (thành phần hóa học phức tạp), cầu dao (chứa các bộ phận chuyển động phức tạp), v.v., cầu chì có thể nói là một thành phần khá đơn giản:
Đối với cầu chì hạ áp, nó chỉ chứa phần nóng chảy (phần lõi của cầu chì), thân ống cách điện, đầu cực được cấp điện và cát thạch anh để dập hồ quang. Vì cấu trúc đơn giản của nó,
Chỉ có cầu chì mới có thể đạt được cả độ tin cậy cao và chi phí thấp.
Tất nhiên, ngay cả những thành phần đơn giản cũng có những khó khăn và thách thức về thiết kế. Dưới đây, các thông số chính của cầu chì EV được mô tả ngắn gọn như sau:
1. Điện áp định mức
Điện áp nền tảng làm việc của xe điện năng lượng mới tương đối cao. Điện áp làm việc của ô tô du lịch nói chung là trên 370V, và điện áp làm việc của xe buýt sẽ đạt trên 576V. Đánh giá cầu chì tương ứng là bắt buộc.
Hiệu điện thế lần lượt là 500V và 700V.
Đồng thời, với đặc điểm chạy bằng pin nên nguồn DC cao áp đầu ra hoàn toàn khác với nguồn AC của phân phối công nghiệp trước đây, đòi hỏi khả năng dập hồ quang DC của cầu chì cao nên phải tránh
Sự hiểu lầm khi lựa chọn truyền thông công nghiệp truyền thống nhanh chóng tan chảy.
2. Năng lực phá vỡ
Tiêu chuẩn cầu chì điện áp thấp (GB13539.5.3.1) đề cập rằng dòng điện ngắn mạch điển hình là 10 lần dòng điện danh định của cầu chì trở lên, và dòng điện quá tải dưới 10 lần.
Trong nhiều trường hợp, khách hàng quá chú ý đến khả năng đứt tối đa (I1) của cầu chì mà bỏ qua khả năng ngắt công suất thấp (I2a và I5). Trong thực tế, nó thường bị hỏng ở công suất thấp
Nhiều thất bại hơn. Đặc biệt đối với sự cố đứt thấp dưới điện áp một chiều, do dòng điện / điện áp không bằng 0 nên khả năng dập tắt hồ quang của cầu chì là rất cao. Ngay cả cầu chì loại aR,
Mục đích chính là để bảo vệ ngắn mạch, nhưng trong các ứng dụng thực tế, do dung lượng pin, SOC và trạng thái điểm ngắn mạch không chắc chắn, dòng điện ngắn mạch thực tế có thể bao trùm
1500A-10000A, thậm chí còn rộng hơn.
Hình 3 Một cầu chì 400A (dành cho MiniMSD) của một thương hiệu nào đó đã bị đứt ở 750Vdc / 1.6kA (4 lần), hồ quang sáng lại sau 2 giây và không ngắt (cháy cầu chì)
3. Khả năng chống đột biến
Đối với các nhà sản xuất bộ pin, họ có thể không quan tâm nhiều đến khả năng chống sét lan truyền của cầu chì, nhưng đối với các nhà sản xuất OEM hoặc PDU, chỉ số này rất quan trọng.
Đặc biệt ở nhánh máy nén điều hòa hoặc bộ phận động cơ phụ, thường chính bộ phận này là nguyên nhân khiến cầu chì vô tình hoạt động và khiến các module liên quan bị mất chức năng. Sự cố có thể không nghiêm trọng
Sản lượng điện bị gián đoạn, nhưng nó cũng sẽ làm giảm trải nghiệm của khách hàng.
Đối với các modul phụ (dàn phụ) như PTC / máy nén điều hòa / trợ lực lái, do thiết kế mạch phức tạp hơn nên sẽ không tránh khỏi những dòng quá độ như khởi động / tắt.
Tại thời điểm này, chúng tôi hy vọng rằng cầu chì có thể chịu được sự đột biến này mà không hoạt động sớm khiến mô-đun bị ngắt kết nối khỏi hệ thống.
Hiện nay, các nhà sản xuất điều khiển điện tử / PDU thường chọn loại aR hoạt động nhanh. Để chống lại dòng điện tăng, thường phải chọn cầu chì có dòng điện định mức cao hơn, tương đối hy sinh.
Khả năng bảo vệ quá tải thấp.
4. Yêu cầu về độ tin cậy
Nhờ 20 năm phát triển HEV cho xe điện hybrid, JASO Nhật Bản đã ban hành D622, tiêu chuẩn cầu chì dành riêng cho xe điện hybrid, quy định một số cầu chì
Các yêu cầu về độ tin cậy phải được đáp ứng.
Mặc dù cầu chì điện thuần túy không thể sao chép tiêu chuẩn (chẳng hạn như khả năng chống dầu bôi trơn, và các yêu cầu về điện áp và khả năng ngắt tương đối thấp), nhưng độ tin cậy là hoàn toàn
Theo tiêu chuẩn trưởng thành này:
Ngoài các chỉ số chính ở trên, một số yếu tố có thể nhìn thấy trên bề mặt không phải là trọng tâm, chẳng hạn như thân ống được làm bằng vật liệu composite nhựa + sợi thủy tinh hay gốm và một thân ống đơn
Hai đường ống có được nối song song hay không, lớp phủ bề mặt của các chi tiết kim loại hay lớp cát thạch anh bên trong cầu chì có bị đông đặc hay không là yếu tố chính mà khách hàng cần lưu ý.
Điều quan trọng là liệu nhà sản xuất cầu chì có thể đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các đặc tính điện cơ bản (chẳng hạn như khả năng ngắt DC thấp và cao) và các yêu cầu về độ tin cậy hay không.
2. Tính toán lựa chọn dòng điện định mức của cầu chì EV
Ngoài việc thỏa mãn rằng điện áp danh định phải lớn hơn điện áp hoạt động của hệ thống và chú ý đến kích thước phù hợp, việc lựa chọn cầu chì EV là khó khăn chính trong việc tính toán và lựa chọn dòng điện danh định.
Tính dòng điện định mức của cầu chì Trong: Ib=In x Kt x Ke x Kv x Kf x Ka;
Ứng dụng thực tế có thể được chuyển đổi thành: In≥ Ib / (Kt x Ke x Kv x Kf x Ka)
Trong: dòng điện định mức của cầu chì
Ib: Dòng tải liên tục lớn nhất cho phép của mạch nơi đặt cầu chì
Kt: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ
Ke: Hệ số dẫn nhiệt của thiết bị kết nối
Kv: hệ số hiệu chỉnh làm mát không khí
Kf: Hệ số hiệu chỉnh tần số
Ka: Hệ số hiệu chỉnh độ cao
Trong các ứng dụng thực tế, dòng điện mang thực tế của cầu chì trong các điều kiện làm việc khác nhau là khác nhau, và thời gian tồn tại khác nhau; rất khó sử dụng một mô hình chính xác để xác định dòng điện mang dòng của cầu chì;
Người dùng cần điều chỉnh lựa chọn cầu chì theo lựa chọn cơ bản và chiến lược kiểm soát nội bộ của riêng họ. Trong quá trình điều chỉnh, ít nhất các khía cạnh sau đây cần được xem xét:
Ø Có thể bảo vệ hiệu quả hay không, tức là cầu chì có thể hoạt động hiệu quả khi gặp sự cố chập mạch chính để không gây ra các sự cố như cháy pin, cháy cáp;
Ø Trong các ứng dụng thực tế, liệu sự tăng nhiệt độ có thể chấp nhận được, có thể kiểm soát được và nó có ảnh hưởng đến các thiết bị ngoại vi hay không;
Ø Đánh giá điều kiện làm việc thực tế là tiêu chí duy nhất để kiểm tra việc lựa chọn có phù hợp hay không.
tóm lại
Cầu chì là một thành phần quan trọng về an toàn trong các phương tiện năng lượng mới. Các yêu cầu về ứng dụng và lựa chọn của nó khác với các loại cầu chì công nghiệp và cầu chì ô tô truyền thống trước đây. Sự khác biệt chính là
Đòi hỏi các yêu cầu trong các ứng dụng ô tô.
Phân tích ba phương pháp tản nhiệt cho ắc quy của xe năng lượng mới
Pin nguồn là lõi của pin năng lượng mới, và vai trò của bộ phận tách pin cũng rất quan trọng. Nó chủ yếu là để tách các giai đoạn tích cực và tiêu cực của pin trong một không gian nhỏ để ngăn ngừa ngắn mạch do tiếp xúc giữa hai cực.
Nhưng nó có thể đảm bảo rằng các ion trong chất điện phân có thể di chuyển tự do giữa các điện cực dương và âm. Do đó, màng ngăn trở thành vật liệu cốt lõi để đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của pin lithium-ion.
Điện phân là cách ly nguồn cháy, màng ngăn là tăng nhiệt độ chịu nhiệt, tản nhiệt vừa đủ là giảm nhiệt độ ắc quy để tránh tích tụ nhiệt quá nhiều gây thoát nhiệt ắc quy. Nếu pin
Nhiệt độ tăng mạnh đến 300 ° C, ngay cả khi màng ngăn không nóng chảy và co lại, bản thân chất điện phân, chất điện phân và điện cực âm và dương sẽ xảy ra phản ứng hóa học mạnh, giải phóng khí, tạo thành áp suất cao bên trong và phát nổ.
Vì vậy việc áp dụng các phương pháp tản nhiệt phù hợp là vô cùng quan trọng.
Giới thiệu về chế độ tản nhiệt của cấu trúc làm mát bằng không khí của bộ pin nguồn
Phương pháp tản nhiệt cấu trúc làm mát bằng không khí của bộ pin điện
1. Lắp quạt làm mát ở một đầu của bộ pin và để lại một lỗ thông gió ở đầu kia để đẩy nhanh luồng không khí giữa các khe hở của pin và lấy đi nhiệt lượng cao do pin sinh ra khi nó hoạt động. ;
2. Thêm các miếng đệm silicone dẫn nhiệt vào đầu và cuối điện cực để nhiệt không dễ tản từ trên xuống dưới được dẫn đến vỏ kim loại thông qua tấm silicone dẫn nhiệt TIF để tản nhiệt.
Tính cách điện cao và khả năng chống đâm thủng của phim có tác dụng bảo vệ tốt bộ pin.
Giới thiệu về chế độ tản nhiệt của cấu trúc làm mát bằng chất lỏng của bộ pin nguồn
Phương pháp tản nhiệt của cấu trúc làm mát bằng chất lỏng của bộ pin nguồn
1. Nhiệt của tế bào pin được truyền đến ống làm mát bằng chất lỏng thông qua tấm silica gel dẫn nhiệt, và nhiệt được truyền đi nhờ sự lưu thông tự do của sự giãn nở và co lại của chất làm mát, do đó nhiệt độ của toàn bộ pin là hợp nhất và chất làm mát mạnh
Nhiệt dung riêng của pin sẽ hấp thụ nhiệt sinh ra khi pin hoạt động, để toàn bộ pin hoạt động ở nhiệt độ an toàn.
2. Hiệu suất cách nhiệt tốt và khả năng đàn hồi cao của tấm silicone dẫn nhiệt có thể tránh hiệu quả sự rung động và hư hại do ma sát giữa các pin và nguy cơ đoản mạch giữa các pin. Nó là giải pháp tốt nhất để làm mát bằng nước.
Vật liệu phụ tốt.
Giới thiệu phương pháp làm mát đối lưu tự nhiên cho bộ pin điện
1. Loại ắc quy này có không gian rộng và tiếp xúc tốt với không khí. Phần tiếp xúc có thể trao đổi nhiệt tự nhiên qua không khí và phần dưới cùng không thể trao đổi nhiệt tự nhiên được tản nhiệt qua bộ tản nhiệt và tấm silicone dẫn nhiệt được lấp đầy
Khe hở giữa bộ tản nhiệt và bộ pin giúp dẫn nhiệt, hấp thụ sốc và cách nhiệt.
2. Giải pháp tấm sưởi hầu hết được sử dụng trong thị trường xe năng lượng mới. Nhiệt của tấm sưởi làm nóng pin trước khi khởi động sẽ truyền nhiệt cho pin thông qua tấm silicone dẫn nhiệt, làm nóng pin trước và dẫn nhiệt.
Màng silicone có khả năng dẫn nhiệt tốt, hiệu suất cách nhiệt, chống mài mòn, có thể truyền nhiệt hiệu quả và bảo vệ chống mài mòn và đoản mạch do ma sát giữa bộ pin và bộ gia nhiệt.