Den sista försvarslinjen i energilagringssystem: DC Fuse Technology Analysis

I energilagringssystem bär DC-säkringar, som kritiska skyddskomponenter, huvudansvaret för att snabbt avbryta felströmmen under extrema kortslutningsförhållanden.- De uppnår fysisk isolering av kretsen genom den termiska säkringsmekanismen hos det smältbara elementet under överbelastning eller kortslutningsförhållanden, med snabb svarshastighet, hög brytkapacitet och stark strukturell tillförlitlighet. Speciellt i hög-likspänningssystem, i kombination med hög-isoleringsmaterial som keramik för DC Automotive Fuses, kan systemets övergripande säkerhetsnivå förbättras avsevärt.

 

 

 

En typisk likströmssäkring för energilagring består av tre delar: smältelementet, höljet och ljusbågssläckningsmediet. Det smältbara elementet är vanligtvis tillverkat av silver eller koppar-baserade material, och fixeringspositionen och tiden styrs genom en fler-neckstruktur. Höljet är till största delen tillverkat av keramiska material med hög-hållfasthet, såsom 95 % aluminiumkeramik, för att motstå den höga temperaturen och den mekaniska påfrestningen som genereras vid sammansmältningsögonblicket. Den interna kvartssandfyllningen används för att snabbt absorbera ljusbågsenergi, vilket uppnår effektiv ljusbågssläckning.

 

När strömmen överstiger märkvärdet och ackumuleras till en viss energi (I²t), smälter det smältbara elementet snabbt och förångas för att bilda ett brott. Den elektriska ljusbågen bryts sedan och släcks av kvartssandens verkan; hela processen kan slutföras på mikrosekunder. I likhet med den strukturella designen av ett keramiskt rör för högspänningssäkring förhindrar detta effektivt bågåtertändning i hög-miljöer, vilket säkerställer systemsäkerhet.

 

 

DC-säkringar för energilagring klassificeras vanligtvis enligt IEC 60269-standarden. Baserat på brytkapaciteten och tillämpningsscenariot kan de delas in i gG-, aR-, gR- och gPV-typer. Bland dessa är gR- och gG-typerna lämpliga för batterikluster- och bussskydd, medan aR-typen främst används för effekthalvledarskydd.

 

I högspänningssystem för likström beror den strukturella stabiliteten hos säkringar i hög grad på den keramiska isolatorn, till exempel den keramiska kroppen för överbelastnings- och kortslutningsskydd. Denna isolator ger inte bara mekaniskt stöd utan spelar också en avgörande roll i elektrisk isolering, och utgör en viktig grund för att uppnå hög brottkapacitet.

 

 

Baserat på deras strukturella form är likströmssäkringar för energilagring huvudsakligen indelade i tre kategorier: rundrörstyp, rätvinklig typ och planplattatyp.

 

Säkringar av runda rörtyp använder oftast en keramisk rörstruktur, såsom keramiska rör för EV DC-säkring, lämplig för standardiserade tillämpningsscenarier; rätblockssäkringar är fixerade med bultar och är lämpliga för högströms- och högspänningssystem. Deras inre struktur använder vanligtvis ett keramiskt skal med hög-densitet för att förbättra värmeavledning och mekanisk styrka.

 

Säkringar av platt typ (bladtyp) används huvudsakligen inuti batterimoduler. Deras låga-höjdstruktur underlättar en kompakt layout. I vissa högt integrerade system kan säkringar även integreras med hög-högspänningsboxar som modulära enheter. Keramiska strukturella komponenter, såsom det keramiska höljet för Fuse Link, säkerställer isoleringsprestanda samtidigt som man tar hänsyn till strukturell kompakthet och tillförlitlighet.

 

 

Prestandan hos en DC-säkring bestäms huvudsakligen av parametrar som Joule-integral (I²t), märkspänning, märkström och brytförmåga. I²t återspeglar energitålighetsförmågan hos en säkring och är en nyckelindikator för att förhindra funktionsfel. Märkspänningen måste stämma överens med systemspänningsnivån för att förhindra återtändning av bågen efter att säkringen har gått.

 

I miljöer med hög- temperatur är stabiliteten hos keramiska material särskilt viktig. Till exempel har Isolerande elektrisk Steatit-keramisk fuserad kropp utmärkt värmebeständighet och isoleringsegenskaper, vilket säkerställer en lång-stabil drift av säkringen i miljöer över 50 grader. Samtidigt måste brytkapaciteten täcka systemets maximala kortslutningsström; för närvarande använder vanliga energilagringssystem vanligtvis produkter med en brytkapacitet på 100kA och över.

 

 

I energilagringssystem är likströmssäkringar huvudsakligen placerade vid nyckelnoder som pluspolen på batterikluster, samlingsskenan och likströmssidan av PCS. På batteriklustersidan används de för att isolera enstaka-klusterfel; på samlingsskenans sida ger de system-skydd; och på PCS-sidan skyddar de strömenheter som IGBT:er.

 

Olika applikationsplatser kräver olika strukturella konstruktioner. Till exempel, i scenarier för integration av elfordon och energilagring, används keramik för el- och hybridfordonssäkringar ofta som kärnisoleringsmaterial för att möta tillförlitlighetskraven i miljöer med hög vibration, hög temperatur och hög spänning.

 

 

 

Val av säkring kräver omfattande överväganden av spänningsanpassning, strömanpassning, I²t-koordination och brytkapacitet. Märkströmmen väljs vanligtvis till 1,2 till 1,5 gånger systemets maximala driftström, samtidigt som man tar hänsyn till temperaturnedstämpling. I fler-skyddssystem bör dessutom selektiv koordination säkerställas, vilket innebär att säkringar på lägre-nivå ska fungera först.

 

När det gäller strukturval rekommenderas hög-system för att använda en kubisk struktur kombinerat med hög-hållfast keramisk material såsom Alumina Ceramic for Bolted Connect EV Fuse för att säkerställa utmärkt mekanisk stabilitet och isoleringsprestanda under höga strömstötar.

 

 

När energilagringssystem utvecklas mot högre spänningsnivåer (över 1500V), ställs högre krav på bågsläckningsförmågan och materialprestanda hos säkringar. Framtida produkter kommer att utvecklas mot högre brytkapacitet, miniatyrisering och intelligens, såsom att integrera säkringsindikering och fjärrövervakningsfunktioner.

 

På materialnivå kommer appliceringen av aluminiumoxidkeramik med hög-renhet och kompositkeramiska strukturer att förbättra prestandan ytterligare. Strukturer som det keramiska röret för EV Charger Fuse Link och Ceramic Body for Fuse Bolted Series blir gradvis vanliga lösningar inom likströmsskyddet för hög-.
 

 

 

Som en kärnskyddsanordning i energilagringssystem påverkar prestandan hos DC-säkringar direkt systemets säkerhet och stabilitet. Med den snabba utvecklingen av elfordons- och energilagringsindustrin fortsätter efterfrågan på säkringskonstruktionskomponenter med hög tillförlitlighet och hög isoleringsprestanda att växa.

 

Med fokus på denna trend koncentrerar vi oss på forskning och utveckling och tillverkning av högpresterande keramiska strukturkomponenter, och tillhandahåller flera produktserielösningar, inklusiveEV Fuse Keramisk kropp, Keramisk kropp för elbilssäkring och keramisk kropp för hjälpsäkring för elfordon. Genom att utnyttja mogen aluminiumoxidkeramisk teknologi och precisionstillverkningskapacitet kan den ge stabil och pålitlig isolering och strukturellt stöd för högspänningssäkringar för likström, vilket uppfyller de stränga tillämpningskraven för ny energi, elfordon och energilagringssystem.