車載用回路保護のニーズを満たす征服

Aug 08, 2023

電気自動車（EV）革命が加速している。 化石燃料から完全電気への考え方の移行に伴い、より明るく、より楽観的な世界のビジョンが見えてきます。 しかし、ここでも、特にバッテリーのヒューズ保護に関しては、課題が待ち受けています。

電気自動車充電ステーションは、EV 充電ポイントとも呼ばれ、100% バッテリー電気自動車やプラグイン ハイブリッドなどの電気自動車を充電するための電気エネルギーを供給する専門の機器です。

プラグインハイブリッド車、電気自動車、およびバッテリー式電気自動車の所有が拡大するにつれて、公共でアクセスできる広く分散された充電ステーションの必要性が高まっており、その一部は家庭用EV充電ポイントよりも高い電圧と電流での高速充電をサポートしています。 多くの充電ステーションは、電力会社が提供する路上施設、または小売ショッピング センターに設置され、多くの民間企業が運営しています。 これらの充電ステーションは、さまざまな充電コネクタ規格に準拠した 1 つまたは一連の高耐久コネクタまたは特殊コネクタを提供します。

現在の電気自動車では、バッテリーの出力密度が増加するにつれて、ヒュージブルリンクなどのより強力なヒューズがますます必要になります。 したがって、追加のより強力なヒューズで回路を過電流や短絡から保護する必要があります。 これらは、大電流からシステムを確実に保護するだけでなく、より高いシステム電圧でも安全に機能する必要があります。 保護装置が故障すると、オペレータが怪我をしたり、システムに重大な損傷を与える可能性があります。

電気自動車用のヒューズは、2 つの電気接点を接続し、絶縁ハウジングで囲まれた可溶リンクで構成されています。 使用中、電気接点は電気的に分離されるため、ヒュージブルリンクの溶解により回路が遮断されます。 ヒュージブル リンクの材料と形状の選択は、それぞれのヒューズのトリップ特性を決定します。 可溶導体は通常、純銀または銅と銀の合金でできています。

このようなヒューズ素子は、そこを流れる電流によって加熱されます。 ヒューズの定格電流を一定時間大きく超えた場合、ヒューズ素子が溶断します。 可溶導体の金属が溶けた後、可溶導体の気体状態でプラズマが生成され、アークが形成されます。アークの強度は、オフにされる電流の強度と電圧に大きく依存します。 短絡が発生した場合、この電流はヒューズの定格電流よりも数桁大きくなる可能性があります。

アークを消すために、可融性導体は圧縮された高純度の珪砂で囲まれており、この珪砂はアークの影響を受ける領域で溶けて可融性金属と結合して非導電性の焼結体を形成します。 アークが消えた後、保護される回路は切断されます。 砂の充填により、爆発的に気化する導火線のガス圧力も抑制されます。 使用される珪砂の純度、粒径、充填密度がアーク消弧の決定要因となります。 軽微な無機汚染は砂のガラス化を引き起こす可能性があります。 ガラスは溶融すると導電性を示すため、これは絶対に望ましくないことです。

短絡が発生した場合、ヒューズは予想される最大電流を安全にオフにする必要があります。 ヒューズの外形はそのままでなければなりません。 ヒューズのトリップ時間は、定格電流の要素としての電流だけでなく、特性にも依存します。 ヒューズの定格電流は、わずかに超えただけでヒューズが作動するという厳密な制限ではありません。

電気自動車用の高電圧過電流ヒューズは比較的新しい製品です。 これらは、低電圧ヒューズと自動車用ヒューズの特性を組み合わせています。 メーカーは、コンポーネントを構築および設計する際に、車両での移動使用のための特別な環境条件を考慮する必要があります。