電気自動車におけるヒューズの応用

電気自動車 (EV) の新エネルギー ヒューズは、電流が指定されたしきい値を超えたときに可溶要素の溶融によって接続を遮断し、回路を保護するように設計された電気デバイスです。高/低電圧の配電システム、制御システム、電気機器で広く使用されているヒューズは、EV で最も普及している保護コンポーネントの 1 つです。{1}

EV ヒューズの回路保護の役割には、配線と電気コンポーネントの両方の保護が含まれます。配線の場合、ヒューズは過熱や火災の可能性を防ぎ、電気機器の場合は損傷を避けるために過負荷保護を提供します。したがって、EV の電気システムを設計するときは、機器の電力要件と、ワイヤ、ヒューズ、その他のコンポーネント間の系統的な互換性を慎重に考慮する必要があります。

新エネルギー電気自動車用ヒューズ規格は主に、IEC、UL、ISO の 3 つのカテゴリに分類されます。中国の GB、ドイツの DIN、および英国の BS 規格は、IEC 規格とほぼ一致しています。主要な標準には次のようなものがあります。
IEC: IEC 60127 (小型ヒューズ)、IEC 60269 (低電圧ヒューズ)。-
UL: UL 248 (補助ヒューズ)。
ISO: ISO 8820 シリーズ (道路車両用ヒューズ)。
中国には現在、ヒューズに関する 37 の現行または今後の国家規格 (GB) があり、電圧レベルや用途に合わせた業界固有の規格もあります。-自動車用途では、GB31465シリーズ（ISO 8820参照）を主に採用しています。

1. 定格電圧:
新エネルギーEVヒューズ潜在的な過電圧シナリオを考慮して、定格電圧は電気システムの公称電圧を超える必要があります。過電圧状態では、指定されていないヒューズが破裂または爆発する可能性があります。

2. 定格電流と連続動作電流:
定格電流: ヒューズの最大電流容量を定義します。
連続動作電流: 最高周囲温度下での最大持続電流。長期的な熱劣化を避けるために、この値は定格電流以下に保つ必要があります。-

3.接続抵抗:
接続抵抗が大きいと、接点の温度が上昇し、実効動作電流が減少します。実際には、OEM- 指定のヒューズ、コネクタ、スリーブは熱平衡状態でテストして、指定された制限に準拠していることを確認する必要があります。

4. 周囲温度:
ボルト接続タイプの急速ヒューズの性能は温度に依存します。-動作温度範囲を超えると内部抵抗が増加し、温度上昇や定格低下につながります。周囲温度とディレーティング係数を考慮して選択する必要があります。

5. 時間-電流特性:
新エネルギー車のヒューズは電流保護に基づいて動作します。火災の危険を防ぐために、ワイヤが最大動作温度 (TmaxTmax) に達する前に回路を遮断する必要があります。

6. 選択性:
階層型ヒューズ設計により、下位レベルのヒューズが上位レベルのヒューズよりも前に作動し、広範な電気システムを中断することなく障害を隔離します。{0}{1}

7. サージ耐性:
EV ヒューズは、意図しないトリップが発生することなく、突入電流 (モーターの起動やコンデンサの充電など) に耐える必要があります。過渡サージと故障電流を区別するために、低速溶断ヒューズまたは時間遅延設計がよく使用されます。{{4}

EV ヒューズの選択では、電圧と電流以外にも以下を考慮する必要があります。

環境要因: 温度、換気、高度。

システム相互作用: パワー エレクトロニクス間の電磁干渉 (EMI)。

検証: 極端な条件下でのテスト (急加速、急速充電など)。

基本的な EV 電気システムには、ヒューズ、接続ワイヤ、負荷が含まれます。電気自動車のヒューズの中心的な機能は、熱損傷が発生する前に回路を遮断することでワイヤを過熱から保護することです。したがって、ワイヤの選択と検証はヒューズの選択に不可欠です。 GB/T 31465.2 は、システム定格電流、ピーク電流サージ、環境条件、配線仕様などの要素に対処する、このプロセスの標準化されたフローチャートを提供します。-

規格やメーカーは一般的なガイドラインを提供していますが、実際の開発では電気システム内の相互作用も考慮する必要があります。{0}複雑なパワー エレクトロニクス (インバーター、DC- コンバーターなど) を備えた EV は、コンポーネントの相互作用により独特の動作を示す場合があり、厳密なテストとシミュレーションが必要になります。