Tại sao ống gốm cách điện được sử dụng trong cầu chì EV điện áp cao-?

Khi các phương tiện sử dụng năng lượng mới phát triển theo hướng có khả năng sạc-điện áp cao, dòng điện-cao và-nhanh, hệ thống điện có điện áp cao-của chúng đặt ra các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt đối với các bộ phận bảo vệ mạch điện. Đóng vai trò là bộ phận bảo vệ quan trọng trong hệ thống pin, bộ biến tần và mạch phân phối điện áp-cao, cầu chì điện áp cao-phải nhanh chóng ngắt dòng điện sự cố khi xảy ra sự cố ngắn mạch-hoặc quá dòng nghiêm trọng.

 

Trong quá trình này, cầu chì không chỉ dựa vào bộ phận bên trong để ngắt dòng điện mà còn dựa vào hoạt động phối hợp của thân ống cách điện, môi trường dập tắt hồ quang và các cấu trúc đầu cuối để quản lý hồ quang điện. Do đó, các ống gốm cách điện trong cầu chì EV không chỉ là một ống bọc bảo vệ bên ngoài đơn giản; nó là thành phần cấu trúc chức năng quan trọng của cầu chì-điện áp cao.

 

 

 

Ống gốm cách điện trong cầu chì EV- còn được gọi là thân gốm cầu chì EV hoặc ống gốm alumina cho cầu chì-thường được lắp bên trong cầu chì điện áp cao-của ô tô để chứa phần tử cầu chì và các bộ phận liên quan bên trong. Trong điều kiện hoạt động bình thường, ống gốm phải cung cấp khả năng cách điện ổn định cho các bộ phận dẫn điện bên trong đồng thời duy trì đủ độ bền cơ học. Khi xảy ra đoản mạch hoặc quá dòng nghiêm trọng trong hệ thống điện áp cao-của phương tiện sử dụng năng lượng mới, phần tử cầu chì sẽ tan chảy và ngắt mạch. Quá trình này có thể tạo ra hồ quang điện có nhiệt độ-cao; ống gốm phải duy trì cấu trúc ổn định trong môi trường-nhiệt độ cao, dễ bị hồ quang-và hoạt động cùng với môi trường dập tắt hồ quang-bên trong của cầu chì để giúp kiểm soát hồ quang.

 

Do đó, ống gốm cách điện đóng vai trò tích cực trong quá trình ngắt dòng điện-lỗi của cầu chì. Thông số kỹ thuật của sản phẩm dành cho cầu chì EV chỉ ra rằng ống gốm alumina-cao được sử dụng để chịu được sự tiếp xúc với hồ quang và nhiệt độ cao, đồng thời đóng vai trò hỗ trợ cấu trúc cho phần tử cầu chì bên trong.

 

 

Môi trường hoạt động của cầu chì điện áp cao-trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới khác biệt đáng kể so với môi trường hoạt động của cầu chì điện áp thấp-tiêu chuẩn. Hệ thống pin điện trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới thường hoạt động trên nền tảng điện áp cao-từ vài trăm volt trở lên và có khả năng cung cấp dòng điện ngắn mạch-lớn. Khi cầu chì ngắt dòng điện sự cố, nó sẽ phải chịu tải nhiệt và phóng điện cực mạnh.

 

Vì vậy, thân ống cầu chì đòi hỏi khả năng chịu nhiệt cao, cách điện tuyệt vời và độ ổn định cơ học. Mặc dù vật liệu nhựa có khả năng cách nhiệt nhưng các vấn đề như làm mềm và phân hủy nhiệt vẫn phát sinh trong môi trường-nhiệt độ và hồ quang cực cao. Vật liệu kim loại có độ bền cơ học cao nhưng lại dẫn điện nên không phù hợp với chức năng cách nhiệt cần thiết. Tuy nhiên, gốm sứ mang lại sự kết hợp giữa khả năng cách điện cao, khả năng chịu nhiệt-cao và độ ổn định cơ học vượt trội, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến để làm thân ống cách điện trong cầu chì-điện áp cao. Các thông số kỹ thuật của ngành thường đề cập đến gốm alumina có độ tinh khiết cao-cho thân cầu chì xe điện, làm nổi bật các đặc tính cách điện, chịu nhiệt-và chống hồ quang-của chúng.

 

 

Trong số các vật liệu gốm điện, alumina mang lại sự cân bằng tuyệt vời về các đặc tính. Gốm alumina có độ tinh khiết cao thường có điện trở suất, độ bền điện môi, khả năng chịu nhiệt và độ bền cơ học cao, khiến chúng phù hợp với các thành phần kết cấu yêu cầu cách điện và ổn định nhiệt. Đối với ống gốm dành cho Cầu chì EV DC, vật liệu phải đáp ứng đồng thời nhiều yêu cầu về hiệu suất. Đầu tiên là cách điện: ống gốm phải ngăn chặn các kết nối điện không mong muốn giữa các bộ phận dẫn điện bên trong và các bộ phận kim loại bên ngoài. Thứ hai là khả năng chịu nhiệt: trong quá trình nung chảy, phần tử cầu chì nóng lên nhanh chóng và tạo ra hồ quang điện, đòi hỏi ống gốm phải duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của nó. Thứ ba là hiệu suất cơ học: vì các phương tiện sử dụng năng lượng mới phải chịu rung động trên đường, chấn động và dao động nhiệt độ trong quá trình vận hành-lâu dài nên ống gốm bên trong không được dễ dàng bị nứt hoặc vỡ.

 

Một số sản phẩm công nghiệp sử dụng gốm alumina 95% hoặc 99% làm hệ thống vật liệu cho thân cầu chì EV điện áp cao. Nên chọn công thức gốm cụ thể dựa trên cấu trúc cầu chì, điện áp định mức, phương pháp dập tắt hồ quang-và quy trình sản xuất.

 

 

 

Đây là một trong những điểm khác biệt chính giữa ống gốm dòng EV BS và ống bọc cách điện tiêu chuẩn. Khi phần tử cầu chì bị đứt, mạch điện không chuyển ngay sang trạng thái dòng điện bằng 0. Kiểm soát hồ quang đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống DC có điện áp cao-. Hệ thống điện áp cao-năng lượng mới (NEV) sử dụng dòng điện một chiều (DC); không giống như dòng điện xoay chiều (AC), hồ quang DC không tự nhiên đi qua điểm dòng điện bằng 0. Do đó, cầu chì phải chủ động kiểm soát hồ quang thông qua thiết kế cấu trúc và việc sử dụng phương tiện dập tắt hồ quang-.

 

Trong nhiều cầu chì-điện áp cao, bên trong ống gốm chứa đầy vật liệu dập tắt hồ quang-, chẳng hạn như cát thạch anh. Khi phần tử cầu chì nóng chảy và tạo ra hồ quang, ống gốm và thiết bị dập hồ quang-sẽ phối hợp với nhau để hấp thụ nhiệt, làm mát hồ quang và điều khiển kênh hồ quang. Thông số kỹ thuật cho cầu chì EV chỉ ra rằng việc kết hợp ống gốm alumina-cao với cát thạch anh-có độ tinh khiết cao làm môi trường dập tắt hồ quang-là cấu hình cấu trúc phổ biến cho cầu chì ô tô điện áp cao-.

 

 

Hệ thống ắc quy kéo của phương tiện sử dụng năng lượng mới thường bao gồm các cực dương và cực âm có điện áp cao cũng như các bộ phận kết nối điện có điện áp cao-khác nhau. Lỗi cách điện có thể dẫn đến rò rỉ dòng điện, đoản mạch hoặc các vấn đề an toàn điện khác.
Do đó, các ống gốm được sử dụng trong cầu chì phải duy trì hiệu suất cách điện ổn định trong toàn bộ vòng đời của sản phẩm.
Độ ổn định của vật liệu gốm đặc biệt quan trọng khi bộ phận này chịu tác động đồng thời của nhiệt độ cao, độ ẩm cao, độ rung và ứng suất điện áp.

Vì vậy, khi tìm nguồn cung ứng ống gốm cho cầu chì EV, không nên chỉ tập trung vào màu sắc và hình thức; điều cần thiết là phải xem xét hệ thống vật liệu, tính chất điện môi, độ chính xác về kích thước và các yêu cầu thử nghiệm sản phẩm.

 

 

Mặc dù gốm sứ có khả năng chịu nhiệt và cách nhiệt tuyệt vời nhưng bản thân vật liệu này vốn dễ gãy.
Vì vậy, độ bền cơ học và khả năng chống sốc nhiệt đều quan trọng không kém đối với ống gốm dùng cho cầu chì bộ sạc EV. Xe phải chịu rung lắc trên đường, va chạm cơ học và chu kỳ nhiệt độ trong quá trình vận hành-lâu dài. Các khuyết tật bên trong, vết nứt hoặc sự không ổn định về kích thước trong ống gốm có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của toàn bộ cầu chì.

 

Do đó, quy trình sản xuất đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ độ tinh khiết của nguyên liệu thô, mật độ tạo hình, chất lượng thiêu kết và chất lượng của các bước xử lý tiếp theo. Việc xác minh chất lượng cho thân gốm thường liên quan đến việc kiểm tra độ bền uốn, khả năng chống chu trình nhiệt và các thông số khác.

 

 

 

Ống gốm không chỉ đóng vai trò là chất cách điện mà còn đóng vai trò là vỏ cho phần tử cầu chì và môi trường dập tắt hồ quang. Do đó, các kích thước như đường kính trong, đường kính ngoài, chiều dài và thông số kỹ thuật của mặt cuối-sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lắp ráp cuối cùng của cầu chì. Đường kính trong quá nhỏ có thể cản trở việc lắp ráp các bộ phận bên trong, trong khi đường kính trong quá lớn có thể làm thay đổi thể tích bên trong và đặc tính dập tắt hồ quang-. Ngoài ra, kích thước chiều dài và mặt cuối{6}}phải khớp chính xác với nắp đầu kim loại, đầu nối kết nối và các thành phần cấu trúc khác.

 

Do đó, ống gốm-điện áp cao dành cho Cầu chì xe điện và xe hybrid thường là các thành phần cấu trúc gốm được tùy chỉnh cao.

 

 

Ống gốm cho cầu chì lưu trữ năng lượng chủ yếu được sử dụng để bảo vệ mạch điện áp cao-trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Các ứng dụng bao gồm mạch pin kéo chính, mạch điện áp cao -phụ, bảo vệ biến tần, Bộ sạc trên bo mạch (OBC) và hệ thống phân phối điện áp cao-. Một số cầu chì EV cấp ô tô nhất định đã sử dụng cấu trúc ống gốm được thiết kế đặc biệt để bảo vệ quá tải và ngắn mạch-cho xe điện và xe hybrid.

 

Khi nền tảng điện áp cao-trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới phát triển, ống gốm phải thích ứng với mức điện áp và dòng điện cao hơn cũng như môi trường nhiệt đòi hỏi khắt khe hơn.

 

 

 

Mặc dù môi trường hoạt động của xe điện (EV) và hệ thống lưu trữ năng lượng khác nhau nhưng cả hai đều liên quan đến việc bảo vệ mạch điện áp cao -DC. Cụm pin, Hệ thống chuyển đổi nguồn (PCS) và mạch phân phối DC trong hệ thống lưu trữ năng lượng cũng yêu cầu khả năng bảo vệ quá dòng đáng tin cậy.

 

Do đó, các ống gốm được thiết kế cho cầu chì điện áp cao{0}}cũng có thể được áp dụng cho các hệ thống lưu trữ năng lượng mới, thiết bị điện tử công suất và một số cơ sở hạ tầng sạc nhất định. Điều này mở rộng ứng dụng thị trường của thân gốm cầu chì EV ra ngoài ngành công nghiệp ô tô.

 

 

Khi các phương tiện sử dụng năng lượng mới chuyển sang nền tảng điện áp 800V trở lên, các yêu cầu về vật liệu cách nhiệt, hiệu suất dập tắt hồ quang- và tính nhất quán về kích thước trong các bộ phận bảo vệ điện áp cao-sẽ ngày càng nghiêm ngặt. Tương laiống gốm cách điện trong cầu chì EVcó thể sẽ chú trọng nhiều hơn đến độ tinh khiết của vật liệu, độ chính xác về kích thước, khả năng chống sốc nhiệt, độ tin cậy cơ học và khả năng tương thích với các quy trình lắp ráp tự động.

 

Đối với các nhà sản xuất ống gốm, khả năng sản xuất ống hình trụ cơ bản không còn đủ để đáp ứng-tiêu chuẩn ứng dụng ô tô. Công thức vật liệu, quy trình tạo hình, kiểm soát thiêu kết, gia công chính xác và khả năng kiểm tra chất lượng sẽ trở thành những yếu tố quan trọng trong khả năng cạnh tranh của sản phẩm.

 

Ống gốm cách điện đóng vai trò là thành phần kết cấu và cách điện quan trọng bên trong-cầu chì điện áp cao dành cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Chúng phải đồng thời đáp ứng các yêu cầu về cách điện, khả năng chịu nhiệt độ-cao, hỗ trợ cơ học và độ ổn định trong môi trường dễ bị hồ quang-, hoạt động phối hợp với phần tử cầu chì, môi chất dập tắt hồ quang- và nắp đầu kim loại để ngắt dòng điện áp-cao. Đối với cả nhà sản xuất cầu chì xe điện và doanh nghiệp thu mua, việc lựa chọn vật liệu gốm, thông số kỹ thuật về kích thước và quy trình sản xuất phù hợp là điều cơ bản để đảm bảo cầu chì-điện áp cao hoạt động ổn định.