Aukštos{0}} nuolatinės srovės relių keraminio sandarinimo technologijos analizė: pagrindinių komponentų, skirtų HVDC saugos kontrolės naujose energijos transporto priemonėse, plėtros tendencijos

 

Kadangi naujų energetinių transporto priemonių (NEV) jėgos agregatų įtampos platformos ir toliau kyla, transporto priemonių pagrindinės grandinės iš tradicinių 12 V / 24 V žemos{2} įtampos sistemų tapo kelių šimtų voltų ar aukštesnės įtampos lygiais. Aukštos-įtampos, didelės-srovės nuolatinės srovės aplinkoje lanko problema perjungiant grandinę tampa ypač svarbi. Kadangi nuolatinei srovei trūksta natūralaus nulio{7}}kirtimo taško, kontaktams atsiskyrus susidaro lankas savaime neužgęsta; nesugebėjimas greitai ir efektyviai suvaldyti lanko gali sukelti kontakto eroziją, izoliacijos gedimą ar net pavojų sistemos saugai.

 

Todėl aukštos -įtampos nuolatinės srovės relės tapo svarbiais NEV jėgos pavarų saugos valdymo komponentais, pirmiausia skirtais saugiai prijungti ir izoliuoti traukos akumuliatorių, aukštos-įtampos energijos paskirstymo sistemą, variklio valdiklį ir įkrovimo / iškrovimo grandines.

 

Įprasto transporto priemonės veikimo metu aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės relė sujungia maitinimo grandinę, kad traukos akumuliatorius galėtų tiekti energiją pavaros sistemai. Kai transporto priemonė stovi, atsiranda gedimas arba ją reikia prižiūrėti, relė gali greitai atjungti aukštos-įtampos grandinę, kad būtų izoliuota elektros energija, taip užtikrinant transporto priemonės ir joje esančių asmenų saugumą.

 

Palyginti su tradicinėmis žemos -įtampos relės, aukštos-įtampos nuolatinės srovės relės turi atitikti griežtus reikalavimus dėl atsparumo aukštai įtampai, didelės srovės-laidumo, patikimo pertraukimo našumo ir ilgalaikio veikimo stabilumo. Todėl vidinė konstrukcijos konstrukcija, lanko gesinimo technologija ir medžiagų pasirinkimas yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys gaminio veikimą.

 

 

 

Aukštos -įtampos nuolatinės srovės relės, skirtos NEV, paprastai turi sandarią struktūrą, padidindamos kontaktų veikimo stabilumą aukštos-įtampos nuolatinės srovės sąlygomis optimizuodami vidinę dujų aplinką ir izoliacines medžiagas.

 

Keramikos sandarinimo technologija yra pagrindinis techninis metodas, skirtas didelio{0}}patikimumo, aukštos įtampos{1}} reliams. Šioje konstrukcijoje panaudotos labai izoliuojančios keraminės medžiagos, kad būtų suformuota sandari kamera, įsandarinant kontaktinę sistemą stabilioje aplinkoje, naudojant vidines apsaugines dujas, kad sumažintų lanko plitimo ir oksidacijos riziką.

 

Palyginti su standartinėmis dervos{0}}sandariomis konstrukcijomis, keraminės medžiagos pasižymi puikiu atsparumu temperatūrai, mechaniniam stiprumui ir izoliacijos stabilumui, išlaiko konstrukcijos patikimumą nuolatinės aukštos įtampos, aukštos temperatūros ir dažno perjungimo sąlygomis.

 

Taikant aukštą{0}}patikimumą, vidinė keraminė relės kamera paprastai yra pagaminta iš aliuminio oksido, o patikimos jungtys tarp keramikos ir metalinių laidininkų pasiekiamos metalizavimo procesais. Pavyzdžiui, metalizuotos keramikos technologija leidžia suformuoti stabilų metalinį sluoksnį ant keraminio paviršiaus, palengvinantį keraminio izoliatoriaus ir metalinių komponentų sandarų ryšį.

 

Patikimas keramikos{0}}su{1}}metalinis sujungimas yra labai svarbus procesas gaminant aukštos įtampos sandarias reles; Šis sujungimo būdas užtikrina, kad sandari konstrukcija gali atlaikyti ilgalaikį -terminį ciklą, elektrinį įtempį ir mechaninę vibraciją.

 

 

Aukštos -įtampos sistemos naujose energetinėse transporto priemonėse kelia įvairius relėms taikomus našumo reikalavimus, visų pirma, įskaitant aukštos-įtampos atsparumą, didelę apkrovos-atlaikomąją galią, atsparumą smūgiams, lanko-gesinimo galimybes ir patikimą trūkimo veikimą.

 

Aukštos{0}}įtampos atsparumo galimybė

Kadangi baterijų įtampa naujose transporto priemonėse ir toliau didėja, jėgos pavaros darbinė įtampa paprastai viršija 400 V, o kai kurios komercinės transporto priemonės ir didelio našumo modeliai naudoja net 800 V platformas.

 

Todėl aukštos -įtampos nuolatinės srovės relės turi turėti pakankamą izoliacijos atstumą, elektrinius tarpus ir stabilias dielektrines savybes, kad būtų išvengta dielektriko skilimo ilgalaikio{1}} veikimo metu.

 

Didelio{0}}grynumo aliuminio oksido keramika plačiai naudojama aukštos-tampos relių izoliacinėse konstrukcijose dėl didelio dielektrinio stiprumo ir puikaus terminio stabilumo. Pavyzdžiui, didelio-grynumo aliuminio oksido preciziškumo pažangios keraminės metalizacijos dalys gali būti naudojamos gaminant didelio-tikslumo, labai patikimų izoliacinių jungčių mazgus.

 

Didelės srovės{0}}laida

Didėjanti naujų energetinių transporto priemonių pavaros sistemų galia kelia didesnius reikalavimus dabartinei{0}}aukštos įtampos relių{1}}laidai.

 

Automobiliui įsibėgėjant, paleidžiant ir veikiant dideliu{0}}greičiu, jėgos agregatas generuoja reikšmingas pereinamojo laikotarpio sroves; todėl relės kontaktai turi ne tik atlaikyti nuolatines darbo sroves, bet ir tam tikros trukmės perkrovos sroves.

 

Naudojant didelės galios{0}}vidinius laidžius komponentus, reikalinga maža elektros varža, didelis šilumos laidumas ir geras atsparumas lanko erozijai, kad būtų sumažinta temperatūros kilimas ir medžiagos degradacija ilgalaikio{1}} veikimo metu.

 

Atsparumas trumpalaikiams viršįtampiams

Paleidžiant naują energiją naudojančią transporto priemonę, prijungus akumuliatoriaus sistemą prie talpinių apkrovų, susidaro didelės pereinamosios viršįtampio srovės.

 

Jei relės kontaktai negali atlaikyti šių momentinių srovės viršįtampių, gali kilti problemų, pvz., suvirinti kontaktus arba atsijungti, o tai gali pakenkti aukštos įtampos sistemos apsaugai.

 

Todėl aukštos -įtampos nuolatinės srovės relės turi padidinti savo atsparumą trumpalaikiams viršįtampiams optimizuodamos kontaktines medžiagas, magnetinio lanko{1}}gesinimo struktūras ir vidinio elektrinio lauko pasiskirstymą.

 

Didelio{0}}efektyvumo lanko gesinimo galimybė

Nuolatinės srovės lankų valdymas yra pagrindinis techninis iššūkis kuriant aukštos{0}}tampos reles.

 

Kontaktinio atskyrimo metu lankas sukuria didelę šilumą ir nuolat ardo kontaktinius paviršius. Greitai neužgesinus lanko, gali sutrumpėti relės eksploatavimo laikas arba net sugesti kontaktas.

 

Šiuo metu aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės relės paprastai naudoja magnetinio lanko gesinimo, dujų lanko gesinimo ir sandarios kameros technologijas, kad sumažintų lanko energiją.

 

Keraminės sandarinimo konstrukcijos sukuria stabilią vidinę aplinką, sudarydamos puikias sąlygas lanko gesinimui dirbant aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės metu. Pavyzdžiui, keraminiai elektromobilių relių korpusai-pagrindinis šios technologijos pritaikymas-padidina ilgalaikį- veikimo patikimumą.

 

 

 

Aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės kontaktoriai ir relės kelia griežtus reikalavimus izoliacinėms medžiagoms. Nors standartiniai plastikai yra linkę senti esant aukštai temperatūrai, aukštai įtampai ir ilgai veikiant lankams, keraminės medžiagos turi aiškių pranašumų.

 

Aliuminio oksido keramika vertinama dėl didelio kietumo, atsparumo karščiui, puikių izoliacinių savybių ir cheminio stabilumo, todėl tai yra gyvybiškai svarbi medžiaga HVDC relių korpusams ir izoliaciniams komponentams.

 

Pavyzdžiui, aliuminio oksido (Al2O3) keramikos vakuuminių relių korpusai išnaudoja puikias medžiagos izoliacines savybes ir užtikrina stabilią vakuuminių -sandarių relių apsaugą.

 

Gamybos metu keraminiai paviršiai yra tiksliai apdirbami ir metalizuojami, kad būtų užtikrintas patikimas sukibimas su metaliniais elektrodais, laidais ir sandarinimo konstrukcijomis.

 

Keramikos metalizacijos procesai padidina keraminių komponentų ir metalinių dalių sukibimo stiprumą, todėl jas galima naudoti didelio{0}}patikimoje elektros įrangoje.

 

Be to, norint patenkinti ilgalaikius naujose energetinėse transporto priemonėse naudojamų relių -tikslumo reikalavimus, labai{0}}tikslūs keraminiai komponentai reikalauja griežtai kontroliuoti matmenų tikslumą, paviršiaus šiurkštumą ir medžiagų nuoseklumą.

 

 

Dėl naujų energiją naudojančių transporto priemonių, energijos kaupimo sistemų ir aukštos{0}}įtampos elektros įrangos pažangos aukštos-įtampos nuolatinės srovės relės tobulėja link lengvesnio svorio, didesnio efektyvumo, pažangesnių funkcijų ir mažesnių sąnaudų.

 

Lengvas dizainas

Naujoms energetinėms transporto priemonėms reikia didesnio energijos vartojimo efektyvumo ir didesnio važiavimo atstumo, todėl lengvas komponentas yra pagrindinis plėtros prioritetas.

 

Aukštos -įtampos relių tikslas yra sumažinti svorį ir tūrį optimizuojant konstrukciją, medžiagų parinkimą ir gamybos procesus, kartu išlaikant reikiamą atsparumą įtampai ir srovės{1}}nešimo galimybes. Didelio našumo-keraminės medžiagos pasižymi puikiomis kompaktiško dydžio izoliacinėmis savybėmis, todėl jos yra labai svarbios mažinant reles.

 

Pavyzdžiui, metalizuota aliuminio oksido keramika, skirta elektrinėms relėms, atitinka didelio{0}}patikimumo relių, skirtų miniatiūrinėms, aukštos kokybės izoliacinėms konstrukcijoms, reikalavimus.

 

Evoliucija intelekto link

Nors tradicinės aukštos įtampos{0}}relės pirmiausia atlieka perjungimo funkcijas, būsimoms naujoms energijos transporto priemonėms reikia išmanesnių elektros valdymo sprendimų.

 

Išmaniosiose relėse bus vis daugiau funkcijų, tokių kaip kontaktų būsenos stebėjimas, eksploatavimo trukmės numatymas, gedimų diagnostika ir ryšio grįžtamasis ryšys, leidžiantis realiuoju laiku-stebėti transporto priemonės aukštos{1}}įtampos sistemos būseną.

 

Tam reikalingos vidinės relės struktūros, kuriose patikimas mechaninis veikimas derinamas su didelėmis{0}}tiksliomis elektroninio integravimo galimybėmis.

 

Išlaidų optimizavimas

Plečiantis naujų energiją naudojančių transporto priemonių rinkai, reikia toliau mažinti aukštos{0}}įtampos relių gamybos sąnaudas nepakenkiant saugai.

 

Ateityje sąnaudų kontrolė bus pasiekiama optimizuojant medžiagas, automatizuojant gamybą, tobulinant procesus ir optimizuojant tiekimo grandinę, o ne paprasčiausiai sumažinant medžiagų kokybę ar aukojant patikimumą.

 

 

 

Be naujų energiją naudojančių transporto priemonių, aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės relės plačiai naudojamos energijos kaupimo sistemose, įkrovimo įrangoje, pramoniniuose maitinimo šaltiniuose ir geležinkelių transporte.

 

Spartus naujos energetikos pramonės augimas ir toliau skatina relių, pasižyminčių dideliu patikimumu, ilgu tarnavimo laiku ir puikia sauga, paklausą.

 

Žvelgiant į ateitį, didelio našumo{0}}keraminės medžiagos, pažangios metalizavimo technologijos ir tikslūs gamybos procesai paskatins aukštos-įtampos relių kūrimą siekiant didesnės įtampos, didesnės srovės talpos ir ilgesnės eksploatavimo trukmės.

 

Pažangūs keraminiai komponentai,{0}}pvz., aliuminio oksido keramikos korpusai, skirti aukštos-nuolatinės įtampos kontaktoriams ir atsparūs nusidėvėjimui{2}}metalizuota aliuminio oksido keramika EV relėms-ir toliau bus naudojamas naujose energijos transporto priemonėse ir pramoninėse HVDC sistemose, didinant eksploatavimo saugą ir stabilumą.

 

Apibendrinant galima pasakyti, kad aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės relės tarnauja ne tik kaip pagrindiniai apsauginiai komponentai aukštos-įtampos naujų energijos transporto priemonių sistemose, bet ir kaip svarbūs pagrindiniai komponentai, jungiantys naują energiją, galios elektroniką ir pažangias valdymo technologijas. Didėjant įtampai, keramikos sandarinimo technologijos ir didelio našumo{3}}izoliacinės medžiagos vaidins vis svarbesnį vaidmenį būsimose aukštos įtampos elektros sistemose.