퓨즈는 신에너지 자동차의 고전압 배전에서 중요한 부품으로, 전기 자동차의 고전압 회로의 단락 사고를 분리하고 제거하는 데 중요한 역할을 합니다. 본 논문에서는 자동차에 사용되는 고전압 퓨즈의 기본 특성과 설계 개념을 분석하여 자동차 제조업체, 배터리 팩 및 전기 제어 제조업체가 적절한 EV 퓨즈를 선택하는 아이디어를 넓힐 수 있습니다.
순수 전기 및 하이브리드를 포함한 신에너지 차량에서는 회로 보호 요소 또는 퓨즈가 그 어느 때보다 중요합니다. 저-전압 퓨즈와 차량 조절 전기 장치의 교차 적용으로 인해 퓨즈에 대한 요구 사항이 더욱 까다로워졌습니다.
기존 전자식 전력 퓨즈의 특성은 UL248 시리즈 북미 표준 또는 IEC60127/60269 시리즈에 적용되며 퓨즈의 신뢰성에 대한 요구 사항은 없습니다. ISO8820 시리즈 표준에 의해 정의된 기존 자동차 퓨즈는 자동차 와이어링 하니스의 일치 및 신뢰성 요구 사항을 정의하지만 정격 전압은 32VDC 이하에만 적용됩니다(새로운 ISO8820-7/8은 연료 전지 및 하이브리드 차량용 퓨즈를 정의하며 최대 450VDC 및 IR2000A까지만 정의합니다).
현재 승용차의 작동 전압은 일반적으로 370V 이상이며 버스는 576V 이상으로 기존 자동차 전기 부품의 12V/24V보다 훨씬 높습니다. 이러한 높은 작동 플랫폼 전압을 위해서는 EV/HEV 퓨즈가 저-전압 퓨즈의 높은 차단 용량과 자동차 퓨즈의 높은 신뢰성을 모두 갖추어야 합니다. 다음 논문에서는 신에너지 자동차에 사용되는 퓨즈를 분석하고 그 설계 개념과 기술 개발 동향을 살펴본다.
퓨즈의 주요 매개변수
PTC(복잡한 화학적 조성), 회로 차단기(복잡하게 움직이는 부품) 등과 같은 다른 회로 보호 요소에 비해 퓨즈는 저-전압 퓨즈의 경우 용융부(퓨즈의 핵심 부분), 절연 튜브 본체, 전원 단자 및 아크 소멸을 위한 석영 모래만 포함되어 있어 상당히 간단한 구성 요소라고 할 수 있습니다. 구조가 간단하기 때문에 퓨즈는 높은 신뢰성과 저렴한 비용을 모두 달성할 수 있습니다.
물론 단순한 구성 요소에도 고유한 설계상의 어려움과 과제가 있습니다. EV 퓨즈의 주요 매개변수는 다음과 같이 간략하게 설명됩니다.
1: 정격 전압
신에너지 전기 자동차의 작업 플랫폼 전압은 높습니다. 승용차의 작동 전압은 일반적으로 370V 이상이며 버스는 576V 이상입니다. 해당 퓨즈의 정격 전압은 각각 500V 및 700V가 필요합니다.
동시에, 배터리 전원 공급 장치의 특성, 출력 고전압 DIRECT 전류는 이전 산업 배전의 AC 전력과 완전히 다르며 퓨즈의 DC 아크 소화 능력이 높으므로 전통적인 산업용 AC 급속 용해를 선택하는 실수를 피해야 합니다.
2.:파괴 능력
저{0}}전압 퓨즈 표준(GB13539.5.3.1)에는 일반적인 단락 전류가 퓨즈 정격 전류의 10배이고 위의 전류, 과부하 전류는 10배 미만이라고 언급되어 있습니다. 많은 경우 고객은 퓨즈의 최대 차단 용량 지수(I1)에 너무 많은 관심을 기울이고 낮은 차단 시간(I2a 및 I5)을 무시합니다. 그러나 실제로는 낮은 폴더 분리가 실패하는 경우가 많습니다.- 특히 직류 전압에서는 전류/전압이 0을 넘지 않기 때문에 퓨즈의 아크 소화 능력이 매우 높습니다. Ar-형 퓨즈도 주로 단락 보호용으로 사용되지만 실제 적용에서는 배터리 팩 용량, SOC 및 단락 지점 상태의 불확실성으로 인해 실제 단락 전류는 1,500A~10,000A 또는 그 이상을 포괄할 수 있습니다.
3:-서지 방지 기능
배터리 팩 제조업체의 경우 서지 방지 용량을 너무 신경 쓰지 않고 퓨즈에 적용하지만 OEM 또는 Pdus 제조업체, 특히 에어컨 압축기 분기 또는 보조 모터 부품의 경우 이 부품이 퓨즈 우발적 동작 관련 모듈의 기능 상실로 이어지는 경우가 많습니다. 이 오류로 인해 심각한 정전이 발생하지는 않지만 고객 경험이 크게 저하될 수 있습니다.
PTC/에어컨 컴프레서/파워 스티어링 및 기타 보조 모듈(보조 기계)의 경우 복잡한 회로 설계로 인해 시동/켜기-끄기 등에 의한 과도 전류가 불가피합니다. 이때 조기 조치로 인해 시스템에서 모듈을 중단하지 않고 퓨즈가 서지를 견딜 수 있기를 바랍니다.
현재 전자 제어/PDU 제조업체는 대부분 aR 유형의 고속 용융을 선택합니다. 서지 전류에 저항하기 위해 정격 전류가 더 높은 퓨즈를 선택하는 경우가 많으며 이로 인해 낮은 과부하 보호 기능이 희생됩니다.
아래 표는 BO TOMahawk 전자 제품과 B 브랜드 간의 동일한 전압/전류의 전-아크 시간을 비교한 것입니다(참고: 전-아크 시간이 길수록 전-아크 I2T가 커지고 서지 방지 기능이 더 강해집니다.-)
4:신뢰성 요구 사항
JASO는 20년 동안 HEV 개발을 통해 얻은 혜택을 바탕으로 퓨즈가 충족해야 하는 신뢰성 요구 사항을 지정하는 HEV용 FUSE 표준 D622를 발행했습니다.
순수 전기 퓨즈가 이 표준(예: 윤활유 저항, 상대적으로 낮은 전압 및 차단 용량 요구 사항)을 완전히 복사할 수는 없지만 다음과 같은 성숙한 표준을 완전히 준수할 수 있습니다.
위의 몇 가지 주요 지표 외에도 튜브 재질이 유리 섬유 + 수지 또는 세라믹 복합 재료, 단일 튜브 몸체 또는 두 개의 튜브 몸체가 평행한지, 금속 부품 표면이 도금된 이유, 석영 모래 내부의 퓨즈가 경화되는 이유 등 몇 가지 요소의 표면에 눈에 보이는 점이 고객이 핵심 요소에 주의를 기울여야 하는 것이 아닙니다. 중요한 것은 퓨즈 제조업체가 제품이 기본 전기 특성(예: 저전력 및 고전력 DC 차단 용량) 및 신뢰성 요구 사항을 충족하는지 여부입니다.