انرژی جدید-محافظت مدار ولتاژ بالا: نوآوری فناوری برای لوله سرامیکی برای سری EV BS

همانطور که زنجیره صنعت فتوولتائیک به سمت راندمان بالاتر و مقیاس بزرگتر تکامل می یابد، سناریوهای کاربردی برای فیوزها به طور فزاینده ای متنوع می شوند. برای اینورترهای رشته ای در نیروگاه های فتوولتائیک پراکنده، فیوزهایی با درجه جریان پایین معمولاً استفاده می شوند. برعکس، سیستم‌های متمرکز در ایستگاه‌های نیروگاه‌های بزرگ-زمینی-در مقیاس بزرگ به محصولاتی با قدرت-بالا نیاز دارند که بتوانند جریان‌های 80 آمپر یا حتی بالاتر را مدیریت کنند. این روند باعث تکرار مداوم فناوری بدنه سرامیکی برای فیوزهای EV شده است، و می طلبد که این قطعات دارای استحکام مکانیکی برتر و مقاومت در برابر شوک حرارتی باشند در حالی که به طور همزمان مشخصات سبک وزن را حفظ می کنند. از نظر انتخاب مواد، سرامیک آلومینا 95% به دلیل خواص عایق الکتریکی استثنایی، سختی بالا و مقاومت در برابر حرارت بالا، به عنوان ماده ترجیحی برای بدنه فیوزهای کمکی خودروهای الکتریکی ظاهر شده است. این ماده به طور موثر عملکرد قابل اعتماد را در محدوده دمایی -40 درجه تا 85 درجه امکان پذیر می کند.

در بخش خودروهای الکتریکی، پذیرش گسترده سکوهای ولتاژ{1} 800 ولتی، الزامات سخت گیرانه تری را بر فیوزها تحمیل کرده است. فیوزهای داخلی نه تنها باید بتوانند جریانهای مدار کوتاه-که به هزاران آمپر می‌رسند را در یک بازه زمانی بسیار کوتاه قطع کنند، بلکه باید در مقابل لرزش‌های شدید و شوک‌های مکانیکی که در حین کار خودرو با آن مواجه می‌شوند، مقاومت کنند. در نتیجه، طراحی و ساخت بدنه های سرامیکی برای فیوزهای EV نیاز به دقت بسیار بالایی دارد. این قطعات سرامیکی برای فیوزهای DC خودرو معمولاً با استفاده از-استاتیت یا سرامیک آلومینا با خلوص بالا ساخته می‌شوند. از طریق پرس ایزواستاتیک پیشرفته و فرآیندهای پخت{7}در دمای بالا، ضخامت دیواره یکنواخت و عدم وجود ترک‌های ریز تضمین می‌شود، در نتیجه یکپارچگی ساختار را حتی در شرایط خطای مدار کوتاه- بسیار تضمین می‌کند.

برای تطبیق مدارهای ولتاژ بالا{0} مختلف در وسایل نقلیه الکتریکی، فاکتورهای شکل عایق بدنه فیوزهای سرامیکی استئاتیت الکتریکی تنوع قابل توجهی از خود نشان می دهند. برای مثال، در حفاظت مدار اصلی بسته‌های باتری، معمولاً از فیوزهای ولتاژ بالا{{3} متصل پیچ و مهره استفاده می‌شود که لازم است اجزای سرامیکی آلومینا برای این فیوزهای EV پیچ‌دار{4}از استحکام خمشی و قابلیت آب‌بندی فوق‌العاده بالایی برخوردار باشند. برعکس، در مدارهای کمکی یا شارژرهای روی برد (OBC)، تمرکز بدنه‌های سرامیکی در فیوزهای کمکی خودروهای الکتریکی به سمت ترکیبی از کوچک‌سازی و قابلیت اطمینان بالا تغییر می‌کند، که از اضافه بار دقیق و حفاظت از مدار کوتاه{{7} در محدودیت‌های فضایی فشرده اطمینان حاصل می‌کند.

فراتر از وسایل نقلیه صرفاً الکتریکی، وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی (HEVs) نیز به شدت به حفاظتی که توسط فیوزهای-با عملکرد بالا ارائه می‌شود، متکی هستند. اجزای سرامیکی که برای فیوزهای خودروهای الکتریکی و هیبریدی طراحی شده‌اند باید عملکرد الکتریکی پایداری را در میان محیط‌های پیچیده الکترومغناطیسی و چرخه‌های تخلیه مکرر شارژ{2}} حفظ کنند. پوشش‌های سرامیکی با کیفیت بالا برای پیوندهای فیوز به طور موثر بخارات فلزی با دمای بالا را که هنگام ذوب شدن عنصر فیوز داخلی ایجاد می‌شوند، جدا می‌کند و از آلودگی ثانویه یا اتصال کوتاه در مدار خارجی جلوگیری می‌کند و از ایمنی ولتاژ بالا- وسایل نقلیه با انرژی جدید محافظت می‌کند.

در زیرساخت هایی مانند ایستگاه های شارژ DC، قابلیت اطمینان فیوز لینک ها به طور مستقیم با ایمنی شارژ مرتبط است. لوله‌های سرامیکی برای اتصالات فیوز شارژر EV معمولاً به مقاومت استثنایی در برابر آب و هوا و خواص ضد پیری{1}}برای تحمل شرایط آب و هوایی پیچیده و متغیر در فضای باز نیاز دارند. در طول فرآیند تولید، این لوله‌های سرامیکی تحت آزمایش‌های شوک حرارتی و بازرسی‌های هوابندی دقیق قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که در طول کارکرد طولانی‌مدت هیچ خرابی عایق یا نشتی هوا رخ نمی‌دهد و در نتیجه ایمنی مطلق فرآیند شارژ را تضمین می‌کند.

برای برآورده ساختن الزامات استاندارد متنوع کشورها و مناطق مختلف، طراحی لوله‌های سرامیکی برای فیوزهای ولتاژ بالا{0} باید به طور مناسب تطبیق داده شود. به عنوان مثال، فیوزهای منطبق با سیستم استاندارد بریتانیا (BS) تابع مشخصات خاصی در رابطه با ابعاد و ساختار خود هستند. تولید لوله‌های سرامیکی برای فیوزهای استاندارد EV British Standard و سری EV BS مستلزم آن است که سازندگان دقت بسیار بالایی در توسعه قالب و قابلیت‌های کنترل فرآیند داشته باشند و اطمینان حاصل کنند که محصولات به‌طور یکپارچه در سیستم‌های توزیع برق ولتاژ بالا{3} مختلف مطابق با استانداردهای بریتانیا یکپارچه می‌شوند.

در بخش‌های توزیع برق صنعتی و{0} ولتاژ پایین، لوله‌های سرامیکی برای فیوزهای EV DC نیز نقش مهمی دارند. محصولاتی مانند بدنه‌های سرامیکی برای فیوزهای زیمنس LV HRC{2}}که با ابعاد استاندارد و ویژگی‌های عایق الکتریکی برترشان متمایز می‌شوند{3}}به‌طور گسترده در کابینت‌های کنترل صنعتی و سیستم‌های توزیع برق مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این محفظه‌ها نه تنها به عنوان موانع فیزیکی عمل می‌کنند، بلکه به عنوان دیواره‌های محفظه خاموش کردن قوس-در هنگام کار فیوز نیز عمل می‌کنند. در ارتباط با قوس{6}}واسطه خاموش کننده داخلی، آنها به سرعت قوس الکتریکی را کشیده و خنک می کنند و در نتیجه قطع ایمن جریان های خطا را تضمین می کنند.