رونمایی از-نگهبان ولتاژ بالا وسایل نقلیه با انرژی جدید: این چیز کوچک چقدر مهم است؟

با تکامل مداوم وسایل نقلیه انرژی جدید به سمت پلت فرم های ولتاژ بالاتر (400V/800V/1000V)، ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم های الکتریکی ولتاژ بالا به تمرکز اصلی طراحی خودرو تبدیل شده است. در این میان، رله‌های ولتاژ بالا (همچنین به عنوان کنتاکتورهای DC شناخته می‌شوند)، به عنوان اجزای کلیدی کنترل، مسئولیت دوگانه کنترل روشن و خاموش کردن مدارهای ولتاژ بالا و ارائه حفاظت ایمنی را بر عهده دارند. عملکرد آنها مستقیماً بر پایداری عملیاتی و تحمل خطای کل وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. در این فرآیند، سیستم‌های مواد پیشرفته مانند سرامیک‌های متالایز به تدریج به مسیرهای فناوری کلیدی برای بهبود عایق و قابلیت اطمینان ساختاری دستگاه‌های ولتاژ بالا تبدیل شده‌اند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

از نظر عملکردی،-رله ولتاژ بالا اساساً یک کلید الکترومغناطیسی است که قادر به سوئیچینگ سریع و قابل اعتماد در شرایط ولتاژ بالا و جریان بالا است. در مقایسه با رله‌های ولتاژ پایین سنتی{2}}، تقاضاهای بیشتری را برای طراحی ساختار عایق، کنترل قوس الکتریکی و انتخاب مواد ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، در محیط‌های{4} ولتاژ بالا، سیستم عایق داخلی اغلب نیاز به ترکیب فناوری متالیزاسیون سرامیکی برای دستیابی به اتصال بسیار قابل اعتماد بین سرامیک و فلز دارد، در نتیجه هوابندی کلی و استحکام دی الکتریک را بهبود می‌بخشد.

 

از دیدگاه ساختاری، رله‌های ولتاژ بالا معمولاً از یک سیم‌پیچ الکترومغناطیسی، مکانیزم آرمیچر، سیستم تماس اصلی، دستگاه خاموش‌کننده قوس-و محفظه تشکیل می‌شوند. اصل کار آنها بر اساس القای الکترومغناطیسی است: انرژی دادن به سیم پیچ یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که آرمیچر را به حرکت در می آورد و در نتیجه تماس ها را می بندد یا باز می کند. در لحظه جدا شدن تماس، یک قوس ولتاژ بالا به سرعت تولید می‌شود و انرژی بسیار زیادی آزاد می‌کند و سیستم خاموش کردن قوس را به یک عنصر طراحی اصلی تبدیل می‌کند. در حال حاضر، برخی از{7}}محصولات نهایی در صنعت، ساختاری از سرامیک-و{9}}ساختار فلزی دارند که مقاومت در برابر حرارت بالا و مقاومت در برابر ضربه محفظه خاموش کردن قوس{11}} را از طریق اتصال مهر و موم شده بین محفظه سرامیکی و پایانه‌های فلزی بهبود می‌بخشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با توجه به شاخص‌های کلیدی عملکرد، انتخاب رله‌های ولتاژ بالا باید بر روی ولتاژ نامی، رتبه‌بندی جریان، ظرفیت اضافه بار زمانی کوتاه، عمر الکتریکی و حداکثر ظرفیت شکست متمرکز شود. ظرفیت شکست یک پارامتر اصلی برای ارزیابی ایمنی است که مستقیماً تعیین می‌کند که آیا جریان انرژی بالا می‌تواند به سرعت تحت شرایط اتصال کوتاه یا خطا قطع شود. علاوه بر این، مواد تماس و ساختار تطبیق آن نیز بسیار مهم هستند، و معمولاً برای دستیابی به تعادل بین رسانایی و عملکرد عایق، نیاز به طراحی هم- با فناوری سرامیک فلزی دارند.

 

در معماری سیستم وسایل نقلیه انرژی جدید، استفاده از رله‌های ولتاژ بالا در چندین زیرسیستم هسته نفوذ می‌کند. ابتدا، در سیستم مدیریت باتری (BMS)، رله ولتاژ بالا-به عنوان واحد کنترل مدار اصلی، مسئول اتصال و قطع منبع تغذیه ولتاژ بالا-خودرو عمل می‌کند. همچنین با مدار پیش{5}شارژ کار می‌کند تا به یک عملکرد شروع نرم- دست یابد و از نوسانات خازن جلوگیری کند. دوم، در سیستم شارژ،-رله ولتاژ بالا مسئولیت ایزولاسیون ایمنی و حفاظت از خطا، دستیابی به کنترل دینامیکی از طریق نظارت بر زمان واقعی وضعیت ولتاژ و جریان را بر عهده می‌گیرد. در این کاربردها، ساختار داخلی معمولاً از اجزای سرامیکی آلومینیومی دقیق{11}}برای بهبود قابلیت اطمینان عایق و پایداری درازمدت استفاده می‌کند.

 

علاوه بر این، در سیستم‌های کمکی، مانند کمپرسورهای تهویه مطبوع الکتریکی و سیستم‌های گرمایش الکتریکی، رله‌های ولتاژ{0}بالا نیز نقش مهمی دارند. این سیستم‌ها، با چرخه‌های توقف مکرر شروع-شان، نیازهای بیشتری را برای طول عمر مکانیکی و الکتریکی رله‌ها ایجاد می‌کنند. معرفی مواد با کارایی بالا مانند سرامیک‌های متالایز آلومینیوم می‌تواند به طور موثری پایداری دستگاه‌ها را در محیط‌های چرخه حرارتی و ارتعاش بهبود بخشد و در نتیجه عمر مفید آنها را افزایش دهد.

 

از منظر روند توسعه فناوری مواد، متالیزاسیون سرامیکی در حال تبدیل شدن به یک فناوری پشتیبانی مهم برای دستگاه‌های الکتریکی ولتاژ بالا-است. با تشکیل یک لایه فلزی متراکم بر روی سطح سرامیک‌های آلومینا با خلوص بالا، نه تنها می‌توان به اتصالات رسانای قابل اعتماد دست یافت، بلکه می‌توان هرمتیکی و مقاومت دمایی بالا اجزای ساختاری را نیز به میزان قابل توجهی بهبود بخشید. به عنوان مثال، قطعات فلزی سرامیکی پیشرفته با دقت آلومینا با خلوص بالا به طور گسترده در ساختارهای آب بندی و اجزای عایق رله های{5} ولتاژ بالا استفاده می شود.

 

علاوه بر این، همانطور که وسایل نقلیه انرژی جدید به سمت چگالی توان بالاتر و سطوح ایمنی بالاتر توسعه می یابند، نیاز به مواد عایق همچنان افزایش می یابد. مواد عایق آلی سنتی مستعد پیری یا خرابی در محیط‌های با دمای بالا و ولتاژ بالا هستند، در حالی که سرامیک‌های متالیزه دقیق، با خواص دی‌الکتریک عالی و استحکام مکانیکی، به تدریج جایگزین برخی از مواد سنتی شده و به یک انتخاب مهم برای اجزای ساختاری حیاتی تبدیل می‌شوند.

 

در سطح کاربرد معمولی، سرامیک‌های متالایز را می‌توان در پایانه‌های اتصال ولتاژ بالا، بوش‌های عایق و بسته‌بندی ماژول قدرت استفاده کرد. به عنوان مثال، سرامیک آلومینا متالیز شده برای اجزای الکتریکی و لوله های عایق سرامیکی متالیزاسیون قطعات سرامیکی فلزی شده را می توان برای ساخت مسیرهای عایق بسیار قابل اعتماد برای جلوگیری از ایجاد قوس یا حوادث خراب استفاده کرد. در همین حال، محفظه های سرامیکی متالیزه برای نیمه هادی های قدرت نیز به طور گسترده در ماژول های الکترونیکی قدرت برای دستیابی به عملکرد دوگانه اتلاف گرمای کارآمد و عایق الکتریکی استفاده می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

به طور خلاصه،-رله‌های ولتاژ بالا نه تنها گره‌های کنترل کلیدی در سیستم‌های ولتاژ بالا- وسایل نقلیه با انرژی جدید هستند، بلکه موانع مهمی برای طراحی ایمنی سیستم هستند. بهبود عملکرد آنها متکی به پیشرفت‌های هم افزایی در فناوری مواد و طراحی ساختاری است، به‌ویژه فناوری‌های پیشرفته سرامیکی مانند اجزای سرامیکی متالیزه با استحکام بالا، که به طور مداوم توسعه اجزای الکتریکی با ولتاژ بالا را به سمت قابلیت اطمینان بالاتر و طول عمر بیشتر سوق می‌دهند.

 

 

در پس زمینه ارتقای مداوم در سیستم‌های برق{0} ولتاژ بالا، ما بر تحقیق و توسعه فن‌آوری و ساخت سرامیک‌های متالایز تمرکز می‌کنیم و راه‌حل‌هایی برای پوشش ارائه می‌کنیم.سرامیک متالیزه برای قطعات الکتریکی، پردازش سرامیک آلومینا دقیق و اجزای ساختاری مختلف-با قابلیت اطمینان بالا. از طریق فرآیندهای متالیزاسیون سرامیکی بالغ و قابلیت‌های ماشین‌کاری دقیق، ما می‌توانیم اجزای اصلی-مقاوم در ولتاژ-با ثبات، بالا و طول عمر{4} را برای-رله‌های ولتاژ بالا، ماژول‌های قدرت، و سیستم‌های الکتریکی انرژی جدید ارائه دهیم که به خودروهای انرژی جدید و عملکرد سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی بالاتر کمک می‌کند.