Diskussion om tillämpningen av nya energisäkringar
Hybridkraft, ny energi
I nya energibilar, inklusive ren el- och hybridkraft, är kretsskyddskomponenter eller säkringar viktigare än någonsin tidigare. Lågspänningssäkringar och fordonsspecifika elektriska
Korsapplikationen ger mer utmanande krav på säkringen.
Traditionella elektroniska säkringar, vars egenskaper täcks av UL248-serien av nordamerikanska standarder eller IEC60127 / 60269-serien, har inga krav på säkringens tillförlitlighet. traditionella bilar
Säkringen, definierad av ISO8820-serien, definierar matchningskraven och tillförlitlighetskraven för bilkablar, men dess märkspänning täcker endast 32VDC och lägre
(Den nya ISO8820-7 / 8 definierar speciella säkringar för bränsleceller och hybridfordon, och endast upp till 450VDC och IR2000A).
För närvarande är arbetsspänningen för personbilar i allmänhet över 370V och bussar når över 576V, vilket är mycket högre än 12V / 24V för traditionella fordonselektriska komponenter. En sådan hög fungerande plattformsspänning,
EV / HEV-säkringar krävs för att ha både den höga brytförmågan hos lågspänningssäkringar och den höga tillförlitligheten hos fordonssäkringar. Följande artikel analyserar säkringarna för nya energibilar.
Utforska dess designkoncept och trend för teknikutveckling.
En, säkringens nyckelparametrar
Jämfört med andra kretsskyddskomponenter, såsom PTC (komplex kemisk sammansättning), strömbrytare (innehåller komplexa rörliga delar) etc., kan säkringen sägas vara en ganska enkel komponent:
För lågspänningssäkring innehåller den endast smältan (säkringens kärndel), den isolerande rörkroppen, den strömförsörjda terminalen och kvartssanden för bågsläckning. På grund av dess enkla struktur,
Endast säkringen kan uppnå både hög tillförlitlighet och låg kostnad.
Naturligtvis har även enkla komponenter sina designproblem och utmaningar. Nedan beskrivs kortfattade parametrar för EV-säkringar på följande sätt:
1. Märkspänning
Arbetsplattans spänning för nya energibilar är relativt hög. Personbilarnas arbetsspänning är i allmänhet över 370V och bussens arbetsspänning når över 576V. Motsvarande säkringsvärde krävs.
Spänningarna är 500V respektive 700V.
Samtidigt, med funktionen av batteridriven, är den utgående högspänningsströmmen helt annorlunda än växelströmmen från den tidigare industriella distributionen, vilket kräver hög likströmsbågsläckningsförmåga hos säkringen, så det måste undvikas
Missförståndet att välja traditionell industriell kommunikation snabbt smälter.
2. Brytförmåga
Lågspänningssäkringsstandarden (GB13539.5.3.1) nämner att den typiska kortslutningsströmmen är 10 gånger säkringens märkström och högre och överbelastningsströmmen är under 10 gånger.
I många fall uppmärksammar kunderna för mycket på säkringens maximala brytförmåga (I1), medan de försummar brytningen med låg effekt (I2a och I5). I praktiken bryts den ofta vid låg effekt
Fler misslyckanden. Speciellt för lågbrytande under likspänning, eftersom strömmen / spänningen inte är noll, är säkringens ljusbågsläckningsförmåga mycket hög. Även säkring av typen AR,
Huvudsyftet är för kortslutningsskydd, men i praktiska tillämpningar, på grund av osäkerheten om batteripaketets kapacitet, SOC och kortslutningspunktsstatus, kan den faktiska kortslutningsströmmen täcka
1500A-10000A, ännu bredare.
Figur 3 En 400A-säkring (för MiniMSD) av ett visst märke bröts vid 750Vdc / 1,6kA (4 gånger), bågen tändes igen efter 2 sekunder och brytningen misslyckades (säkringsbränning)
3. Anti-surge förmåga
För tillverkare av batteripaket uppmärksammar de kanske inte för mycket på säkringens överspänningsresistens, men för OEM-tillverkare eller PDU-tillverkare är denna indikator mycket kritisk.
Särskilt i luftkonditioneringens kompressorfilter eller hjälpmotordel är det ofta denna del som orsakar en oavsiktlig verkan av säkringen och orsakar att relevanta moduler tappar funktion. Fel kan inte orsaka allvarliga
Effekten avbryts, men kundupplevelsen kommer att minskas kraftigt.
För hjälpmoduler (hjälpenheter) som PTC / luftkonditioneringskompressorer / servostyrning, eftersom kretskonstruktionen är mer komplicerad, är det oundvikligt att det kommer att finnas övergående strömmar som start / på-av.
Vid den här tiden hoppas vi att säkringen kan motstå denna våg utan för tidiga åtgärder som gör att modulen kopplas bort från systemet.
För närvarande väljer tillverkare av elektronisk styrning / PDU ofta aR-typ snabbverkande. För att motstå överspänningsströmmen är det ofta nödvändigt att välja en säkring med en högre märkström, vilket är relativt offrat.
Låga skydd mot överbelastning.
4. Krav på tillförlitlighet
Tack vare den 20-åriga utvecklingen av HEV för hybridelektriska fordon, presenterade Japan' s JASO D622, en säkringsstandard dedikerad till hybridelektriska fordon, som föreskriver flera säkringar
Tillförlitlighetskrav som måste uppfyllas.
Även om rena elektriska säkringar inte kan kopiera standarden (såsom motstånd mot smörjolja och krav på relativt låg spänning och brottkapacitet) är tillförlitligheten helt
Enligt denna mogna standard:
Förutom ovanstående nyckelindikatorer är vissa faktorer som är synliga på ytan inte nyckelpunkterna, till exempel om rörkroppens material är glasfiber + hartskompositmaterial eller keramik, en enda rörkropp
Oavsett om de två rören är anslutna parallellt eller om ytbeläggningen på metalldelarna eller om kvartssand inuti säkringen är stelnad är inte en nyckelfaktor som kunderna bör vara uppmärksamma på.
Nyckeln är om säkringstillverkaren kan garantera att produkten uppfyller de grundläggande elektriska egenskaperna (som låg och hög DC-brytförmåga) och kraven på tillförlitlighet.
2. Beräknad aktuell val av beräkning av EV-säkring
Förutom att uppfylla att märkspänningen måste vara större än systemets driftspänning och vara uppmärksam på lämplig storlek, är den största svårigheten vid valet av EV-säkring beräkningen och valet av märkströmmen.
Beräkning av säkringens märkström In: Ib=In x Kt x Ke x Kv x Kf x Ka;
Den faktiska applikationen kan konverteras till: In≥ Ib / (Kt x Ke x Kv x Kf x Ka)
In: säkringens märkström
Ib: Den maximalt tillåtna kontinuerliga belastningsströmmen för kretsen där säkringen är belägen
Kt: Temperaturkorrektionsfaktor
Ke: Anslutningsenhetens värmeledningsfaktor
Kv: korrektionsfaktor för luftkylning
Kf: Frekvenskorrektionsfaktor
Ka: Höjdkorrigeringsfaktor
I praktiska tillämpningar är säkringens faktiska ström vid olika arbetsförhållanden olika och varaktigheten är annorlunda; det är svårt att använda en exakt modell för att definiera säkringens nuvarande bärström;
Användare måste justera säkringsvalet enligt det grundläggande valet och deras egen interna kontrollstrategi. Vid justeringen måste åtminstone följande aspekter beaktas:
Ø Huruvida den kan skyddas effektivt, det vill säga om säkringen kan fungera effektivt när den stöter på en kortslutning i huvudkretsen utan att orsaka problem som batteripaket eller kabelbrand;
Ø I praktiska tillämpningar, om temperaturökningen är acceptabel, kontrollerbar och om den påverkar kringutrustning;
Ø Utvärdering av faktiska arbetsförhållanden är det enda kriteriet för att kontrollera om valet är lämpligt.
För att sammanfatta
Säkringen är en säkerhetskritisk komponent i nya energibilar. Dess tillämpning och urvalskrav skiljer sig från tidigare traditionella industriella säkringar och bilsäkringar. Huvudskillnaden är
Krävande krav inom fordonsapplikationer.
Analys av tre värmeavledningsmetoder för kraftbatterier i nya energibilar
Elbatterier är kärnan i nya energibatterier, och rollen som batteriseparatorer är också mycket viktig. Huvudsyftet är att separera batteriets positiva och negativa steg i ett litet utrymme för att förhindra kortslutningar orsakade av kontakt mellan de två polerna.
Men det kan säkerställa att jonerna i elektrolyten kan passera fritt mellan de positiva och negativa elektroderna. Därför har membranet blivit kärnmaterialet för att säkerställa en säker och stabil drift av litiumjonbatterier.
Elektrolyten ska isolera förbränningskällan, membranet ska öka den värmebeständiga temperaturen och tillräcklig värmeavledning är att minska batteritemperaturen för att undvika överdriven värmeuppbyggnad och orsaka batteriets termiska utsläpp. Om batteriet
Temperaturen stiger kraftigt till 300 ° C. Även om membranet inte smälter och krymper, kommer själva elektrolyten, elektrolyten och de positiva och negativa elektroderna att ha en stark kemisk reaktion, frigöra gas, bilda ett internt högt tryck och explodera.
Därför är det mycket viktigt att använda lämpliga värmeavledningsmetoder.
Introduktion till värmeavledningsläget för den luftkylda strukturen på batteriet
Kraftbatteripaket luftkyld struktur värmeavledningsmetod
1. Installera en kylfläkt i ena änden av batteripaketet och lämna ett ventilationshål i den andra änden för att påskynda luftflödet mellan luckorna i battericellen och ta bort den höga värmen som genereras av battericellen när den arbetar ;
2. Tillsätt värmeledande silikontätningar till toppen och botten av elektrodänden, så att värmen som inte är lätt att skingra från toppen och botten förs till metallhöljet genom TIF-värmeledande silikonplåt för att sprida värmen.
Filmens höga elektriska isolering och punkteringsmotstånd har en bra skyddande effekt på batteripaketet.
Introduktion till värmeavledningsläget för strömbatteriets vätskekylningsstruktur
Värmeavledningsmetod för vätskekylningsstruktur för batteribatteriet
1. Battericellens värme överförs till vätskekylröret genom det termiskt ledande kiselgelarket och värmen transporteras bort genom den fria cirkulationen av kylvätskans värmeutvidgning och sammandragning, så att temperaturen på hela batteripaketet är enhetligt och kylvätskan är stark
Batteriets specifika värmekapacitet absorberar den värme som genereras när cellen arbetar, så att hela batteriet fungerar vid en säker temperatur.
2. Den goda isoleringsprestandan och den höga motståndskraften hos det termiskt ledande silikonarket kan effektivt undvika vibrations- och friktionsskador mellan batterierna och den dolda risken för kortslutning mellan batterierna. Det är den bästa lösningen för vattenkylning.
Bra hjälpmedel.
Introduktion av naturlig konvektionskylningsmetod för kraftbatteripaket
1. Denna typ av batteripaket har ett stort utrymme och är i god kontakt med luften. Den exponerade delen kan naturligt utbyta värme genom luften, och den nedre delen som inte naturligt kan utbyta värme sprids genom kylaren och det värmeledande silikonarket fylls
Gapet mellan kylaren och batteripaketet ger värmeledning, stötdämpning och isolering.
2. Värmeplattans lösning används mest på marknaden för nya energibilar. Värmen från uppvärmningsplattan för batteriet före start överförs till batteriet genom den termiskt ledande silikonplattan, förvärmer batteriet och leder värmen.
Silikonfilm har god värmeledningsförmåga, isoleringsprestanda, slitstyrka, kan effektivt överföra värme och skydda slitage och kortslutning orsakad av friktionen mellan batteripaketet och värmaren.