Sicrhau Diogelwch EV a System Ddiwydiannol gyda Thechnoleg Fuse Gen Nesaf
Mae'r diweddaraf mewn systemau storio ynni yn galw am gydrannau diogelwch perfformiad uchel ac atebion diogelu cylchedau soffistigedig a all ddarparu'r lefelau hanfodol o ddiogelwch er mwyn sicrhau diogelwch a dibynadwyedd.
Bu cerbydau trydan o gwmpas ers canol y 19eg ganrif ac roeddent yn eithaf poblogaidd nes i gasoline rhad o gaeau olew Texas newid y ddynamig. Yr oedd gan yr EVs cynnar hynny broblemau difrifol o ran dwysedd ynni ac effeithlonrwydd pwerdy, ac eto yr oedd cerbyd trydan yn cadw'r cofnod cyflymder tir tan droad y ganrif ddiwethaf. Roedd y mater diogelwch mwyaf gyda'r systemau batri cerbydau cenhedlaeth gyntaf hynny'n ymwneud yn bennaf â llongau a storio asidau yn yr electrolyt (Ffig. 1).
1. Roedd systemau batri cynnar yn dioddef o ddwysedd ynni isel a'r deunyddiau achosol a ddefnyddiwyd.
Mae gan becyn batri EV modern ddwysedd pŵer a chapasiti sylweddol uwch na'r systemau gwrth-que hynny, ac mae'r materion a phrosesau diogelwch sydd eu hangen i fynd i'r afael â hwy wedi mudo i dechnolegau craidd mwy datblygedig. Mae rheoli'r cerrynt uchel sy'n gysylltiedig â'r EVs heddiw wedi dod yn fater diogelwch pwysig, gan y gall digwyddiad cylched byr wedi'i gamreoli ddod yn sefyllfa drychinebus o fethiant.
Diogelwch a Pherfformiad
Mae'r un galwadau am effeithlonrwydd a dwysedd ynni yn berthnasol i electroneg pŵer EV, sydd hefyd yn gofyn am lefelau uchel iawn o ddiogelwch ac ymarferoldeb. Dim ond drwy gael systemau batri uwch ac electroneg rheoli pŵer y gall EVs heddiw fynd i'r afael ag anghenion ystod, perfformiad a diogelwch. Mae'r mudo i ddeunyddiau uwch fel semenwyr eang mewn systemau pŵer yn sword dwbl, gan gynyddu perfformiad yn ogystal â'r angen am weithredu'n ddiogel.
Batris Gwell
Mae'r galw am well storio ynni wedi bod yn tyfu'n gyson ym mron pob sector marchnad. O ddyfeisiau mor fach â gwisgoedd meddygol i systemau mor fawr â'r grid pŵer, mae angen batris dwysedd uchel ar atebion heddiw.
Mae angen amrywiaeth o ddulliau ar y ceisiadau hyn i weithredu'n ddiogel ac yn ddibynadwy, gan nad yw'r lefelau pŵer yn gadael lle i gamgymeriad. O eillio brig y grid a methodolegau eraill sy'n symud llwythi yn y grid pŵer, i'r electroneg sy'n codi tâl cyflym sy'n gwasanaethu'r EVs sydd ynghlwm wrth hynny, mae sicrhau diogelwch y batris dan sylw yn hollbwysig (Ffig. 2).
2. Rhaid i geisiadau pŵer uwch fel gwefru cerbydau cyflym weithredu'n ddiogel, yn ddibynadwy ac yn economaidd.
Ffiwsio er Diogelwch
Er mwyn sicrhau bod y systemau rheoli pŵer dwysedd uchel hyn yn ddiogel dros oes weithredol cerbyd, mae'n hanfodol integreiddio cydrannau diogelu perfformiad uchel cadarn yn eu dyluniadau. Gofynnir am ffwdan neu ddyfeisiau tebyg elfennau diogelu cylchedau, gan ddiogelu'r car rhag cyflyrau cylchedau byr drwy dorri'r cyswllt pŵer o dan amodau penodol iawn. Mae llawer o'r mathau hyn o ffwdan yn rhannu agwedd sylfaenol, darn o arweinydd wedi'i beiriannu.
Mae'r cyswllt wedi'i deilwra, metel fel arfer, yn cael ei raddio i dorri'r cysylltiad drwy ymddatod (neu gladin) mewn modd rheoledig. Mae hyn fel arfer yn digwydd o dan yr amodau tymheredd uwch a grëwyd gan gylched fer, gan sicrhau diogelwch y system drwy ei thorri'n llwyr o'r ffynhonnell bŵer. Mae rhai anfanteision yn bodoli, serch hynny, yn eu plith yw na fydd cylched o dan lwyth bob amser yn arddangos llif rheolaidd a llyfn o'r presennol.
Er enghraifft, mewn dyluniadau sy'n profi pwls pŵer uchel, mae'r amrywiad presennol eang sy'n arwain at ganlyniadau yn golygu defnyddio ffiws gwerth uwch i osgoi tripio niwsans. Y broblem yw bod yr ateb hwn yn gadael y gylched yn fwy agored i orboethi a methiant thermol. Yn ogystal, mae'r agwedd untro ar ffwdan wedi arwain at fwy o ddefnydd o ddyfeisiau diogelwch uwch fel torri cylchedau, sy'n cael eu hailosod ac nad oes ganddynt rannau sy'n llosgi.
Cysylltwyr yn Cysylltu
Dyfeisiau amddiffyn electrofecanyddol yw cysylltwyr sydd, er eu bod yn debyg i'r rhai sy'n torri cylchedau, yn wahanol gan nad ydynt yn stopio'n fyr. Yn hytrach, maent yn gweithredu fel dyfeisiau newid perfformiad uchel sy'n cysylltu'n uniongyrchol â llwythi cyfredol uchel. Wedi'i weithredu gan reolaeth allanol, mae cysylltwyr pŵer yn cyflawni tasgau ailosod cylchedau ymestynnol lle mae lefelau uchel ar hyn o bryd yn bresennol. Yn debyg i ymlacio, mae cysylltwyr hefyd yn cynnig nodweddion i reoli a rhwystro'r arcau a grëwyd wrth newid.
mae cysylltwyr foltedd uchel yn sicrhau parhad diogelwch a chylched mewn storio pŵer cerbydau hybrid a thrydan, gwefrwyr batri, a systemau diwydiannol pŵer uchel, gan gysylltu a datgysylltu pŵer yn gyflym ac yn ddiogel tra'n rheoli materion arcing ac ymwthiol. Un enghraifft yw EVs, lle mae cysylltwyr agored fel arfer yn rheoli'r cysylltiad rhwng y pecyn batri a'r system, gan ddatgysylltu'n awtomatig pan nad yw'r car yn cael ei ddefnyddio.
Diogelu'r Genhedlaeth Nesaf
Ceir atebion eraill i ddiogelu cylchedau sy'n gallu agor cylched yn gyflymach na ffiws ac sy'n fwy gwrthwynebus i dripiau niwsans. Mae hyn a nodweddion uwch eraill yn sicrhau risg is o ddifrod na ffwdan thermol. Ceir enghraifft o ateb o'r fath yn y Ffiws Dissmann a ddatblygwyd gan GIGAVAC, brand Technolegau Sensata (Ffig. 3).
3. Wedi'i dargedu at EVs, mae'r Sensata Dissmann Fuse yn ddyfais electrofecanyddol sy'n gweithredu'n gyflym gyda chynhyrchu gwres isel.
Mae gan y ddyfais electrofecanyddol sydd wedi'i selio'n hermetig, sy'n gweithredu'n gyflym, gynhyrchu gwres isel a theithiau ar hyn o bryd. Ymhlith y nodweddion mae llai o ymwrthedd, dim heneiddio thermol, a mwy o effeithlonrwydd system. Wedi'i ddarparu mewn amrywiadau goddefol a goddefol, mae'r dyfeisiau'n defnyddio maes magnetig y llif presennol (grym Lorentz) i sbarduno'r ddyfais. Mae Ffigur 4 yn dangos sut mae'n gweithredu, gyda'r llinell las yn y siart yn dangos y trothwy sbarduno.
4. Mae'r diagram hwn yn dangos gweithrediad atebion amddiffyn syrcas fel y Ffiws Dissmann. Mae'r llinell las yn dangos y trothwy sbarduno, sy'n dangos y gall y ddyfais agor y gylched yn gyflymach na ffiws ac yn nes at yr amodau gweithredu a ddymunir.
Mae'r siart hon yn dangos y gall y ddyfais agor y gylched yn gyflymach ac yn agosach at yr amodau gweithredu a ddymunir na ffiws. Ar gael mewn ystod barhaus o sgoriau o 200 i 500 A, gellir addasu llwybr ei drothwy sbarduno hefyd. Gan gynhyrchu ychydig o wres ar waith, mae'n ddiogel rhag heneiddio thermol a thripio niwsans a achosir gan gylchoedd gweithredol poeth ac oer, sydd dros amser yn achosi llwgrwobrwyo'r arweinydd.
Honnir mai'r Ffiws Dissmann yw ffiws hermetig cyntaf y diwydiant sy'n baglu ar yr union cerrynt. Fe'i cynlluniwyd i leihau ymwrthedd, gosod amser, cymhlethdod a chost yn sylweddol, gan helpu i gynyddu effeithlonrwydd y system.
Gan ymestyn bywyd gweithredol y system drwy sicrhau uniondeb corfforol a gweithredol y cysylltiad, mae gan y ffiws amseroedd clir cyflym a chyson waeth beth fo'r tymheredd amgylchynol. Mae hyn yn gynyddol bwysig mewn EVs sydd wedi'u pweru'n uchel, lle gall unrhyw ychwanegiad at effaith thermol electroneg y sychiad effeithio ar berfformiad is-setiau eraill sy'n sensitif i thermoly.
Mae gweithredu cyflym hefyd yn gwella perfformiad cysylltwyr. Gall cysylltydd lefi yn ystod y llawdriniaeth, gan wasgaru ynni a ddylai fod ar gael i sbarduno'r ffiws, ac yn hytrach, llwytho'r cerrynt ar y cysylltydd. Gall hyn atal y ffiws rhag "gweld" y byr ac o bosibl arwain at fethiant trychinebus. O edrych ar sefyllfa gyda chysylltydd 500-A a ffiws 500-A, byddai ffurfweddiad o'i fath yn cymryd ail neu ddau ar 1,000 A i drip, tra gellir gosod ateb cyflym ar 1,000 A, er enghraifft, a thrip o fewn 3 ms.
Yn achos ffwdan thermol, mae maes gweithredu lle gallai'r lefelau presennol orlethu'r cysylltydd, gan ffoi rhag ei allu i dorri ar draws y llwyth drwy ei rwystro rhag cyrraedd y pwynt thermol er mwyn i ffiws sbarduno. Caiff y risg hon ei dileu gyda chynhyrchion sy'n cynnig ymwrthedd cyswllt isel iawn o lai na 0.15 mΩ, sydd hefyd yn arwain at golli llai o bŵer a chynyddu effeithlonrwydd y system.
Ystyriaethau
Nid yw dyfeisiau amddiffyn manwl a thaith gyflym yn mynd i'r afael â diogelwch syrcas mewn systemau pŵer uchel, ond nid yw eu manteision wedi'u cyfyngu i wasanaethu batris uwch yn unig. Gall myrdd o geisiadau, gan gynnwys robotig diwydiannol a systemau ynni eraill, elwa o effeithlonrwydd, nodweddion thermol a chyflymder gweithredol ateb o'r fath. Mae'r dyfeisiau electrofecanyddol hyn sy'n gweithredu'n gyflym ac wedi'u selio'n hermetig yn addas iawn ar gyfer ceisiadau lle mae heneiddio thermol neu drip niwsans yn broblem.
Atebion diogelu pŵer fel cydgysylltiad cysylltydd cymorth Dissmann Fuse a darparu amddiffyniad o dan amodau cylched byr. Y mae systemau storio ynni'r genhedlaeth nesaf yn galw am gydrannau diogelwch perfformiad yr un mor uchel ac atebion diogelu cylched soffistigedig a all ddarparu'r lefelau critigol gofynnol o ddiogelwch er mwyn sicrhau diogelwch a dibynadwyedd.