新能源车专用熔断器在车内的应用环境
关于EV/EVP 熔断器
由于EV/EVP动力及载荷需求的不断变化,熔断器将承受规则或不规则的循环电流,为避免熔断器敏感的熔体过早出现疲劳,需要根据车辆大量模拟典型驾驶条件的配置文件,计算并确保熔断器具有适当的安全裕度。
在考虑安全裕度情况下,,其中G系数在工业行业中一般推荐为1.6,EV/HEV环境下G系数具体由熔断器制造商提供(举例,ETON推荐值为1.3)。
由于车辆高压回路存在一次性的脉冲过载电流,比如在回路接通/断开瞬间,通常持续时间较短。随着车辆频繁使用,脉冲电流在许多情况下将在器件整个寿命期间内发生数千次,导致熔断器过早疲劳损坏,即使在正常操作条件下熔断器也会在某些时刻中断,因此需要对脉冲电流进行评估。
最常用于检查熔断器是否可以承载“浪涌”的方法是将的幅度、持续时间与保险丝的时间/电流曲线进行比较,由此可以快速地确定是否会导致熔断器熔断。为了要避免过早的熔断器损坏,和熔断器的实际分断电流之间须有足够的余量。作为准则值,一般推荐比例为,幅值约为熔断器分断电流的50%~60%。
图3.熔断器与熔断曲线对比举例示意图
EV/EVP熔断器工作原理
为响应电动汽车安全条例对高压系统过流断开装置的设计要求,在EV/EVP高压电气架构中,普遍通过Fuse和接触器组合协调保护,实现RESS(车载可充电储能系统)及其他高压系统的过流断开和切断。
一般而言,EV/EVP通过过载电流检测会切断接触器,而熔断器则应用于短路大电流保护。理想的保护是熔断器作为第一个被触发(熔断器具备任何保护系统的最低初始成本)并且能够在任何其他保护元件开始动作之前正确地清除故障。挑战在于熔断器需要在接触器过热或超过其断开状态之前动作,并且整个EV/HEV高压系统具有多个电路,各支路熔断器之间需要选择性协调。
a)为避免短路故障时熔断器不分断而其他器件(如接触器、线缆)损毁,则需要核算回路中熔断器与其保护对象之间的I²t。
b)基于各系统部件在EV/EVP电气并联架构,车辆各电路之间存在一定关联,驱动主回路与其他辅助系统回路之间存在纹波电流(尤其在车辆加速/减速过程)。为避免系统之间的纹波电流造成熔断器非正常分断,需要各部件电路设计时(如母线电路类型、容量大小等)合理设计。
图4.EV高压电气架构简单示意图
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