Wróć

Zapewnienie ochrony obwodów, szybkiego przesyłania danych i konwersji prądu dla platform elektromobilności

Potrzeba niezawodnych rozwiązań ochrony obwodów, szybkiej komunikacji i kompaktowej konwersji prądu w systemach elektromobilności i transportowych rośnie w wielu dziedzinach.
Opublikowano: 2021-11-10

Potrzeba niezawodnych rozwiązań ochrony obwodów, szybkiej komunikacji i kompaktowej konwersji prądu w systemach elektromobilności i transportowych rośnie w wielu dziedzinach, w tym w samochodach hybrydowych i elektrycznych, autobusach, pojazdach ciężarowych i półciężarowych drogowych, jak i terenowych oraz platformach morskich. Trendy te są stymulowane przez rosnący nacisk na zrównoważony rozwój i bezpieczeństwo towarzyszące przejściu branży transportowej na bardziej autonomiczne sterowane i pojazdy elektryczne (EV) lub hybrydowe EV (HEV). W rezultacie pojawiają się nowe systemy pojazdów, które stopniowo stają się coraz bardziej zależne od bezpiecznej i zrównoważonej eksploatacji.

Aby zapewnić bezpieczeństwo i niezawodność, projektanci połączonych z Internetem elektrycznych i zautomatyzowanych pojazdów potrzebują szerokiej gamy urządzeń ochrony obwodów, a także rozwiązań do komunikacji i konwersji prądu, które są zaprojektowane z myślą o niezawodnej pracy w trudnych warunkach i są certyfikowane zgodnie z normami AEC-Q200, SAE, USCAR i innymi.

W niniejszym artykule pokrótce omówiono niektóre specyfikacje urządzeń ochrony obwodów, które projektanci muszą wziąć pod uwagę.

Komponenty i standardy ochrony w pojazdach elektrycznych

Aby sprostać wyzwaniom występującym w pojazdach elektrycznych, projektanci mogą skorzystać z szeregu rozwiązań z certyfikatami i homologacjami do ochrony obwodów samochodowych, szybkiej komunikacji i konwersji prądu, takich jak:

  • Bezpieczniki samochodowe kasetowe, montowane na płytce drukowanej (montaż przewlekany i powierzchniowy) oraz konfiguracje śrub z odsunięciem zoptymalizowane pod kątem systemów i podsystemów zasilania, a także bezpieczniki topikowe do zastosowań pomocniczych i akcesoriów, takich jak systemy radarowe, systemy wspomagające kierowcę, silniki pomp hamulcowych, przenośne ładowarki, systemy akumulatorowe, systemy inforozrywki, kamery, programowalne oświetlenie i wspomaganie układu kierowniczego. Ponadto niektóre zastosowania będą wymagały bezpieczników wysokiego prądu rozruchowego, o szybkim zadziałaniu, zwłocznych, a także resetowalnych polimerowych o dodatnim współczynniku temperaturowym (PPTC).
  • Zgodne z normą AEC-Q200 dławiki tłumiące zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) do filtrowania szumów i ochrony szybkich sygnałów danych w licznych podsystemach czujnikowych stanowiących część systemów ADAS i systemach nawigacji, systemach multimedialnych, klastrach komunikacji pojazdu z innymi odbiornikami (V2X) i antenach oraz zapewniają różnicowe tłumienie szumów w sieci Ethernet, magistrali CAN, FlexRay i USB w zastosowaniach motoryzacyjnych
  • Całkowicie ekranowane złącza RJ45 zgodne z normą Society of Automotive Engineers (SAE) USCAR2-6 „Specyfikacja parametrów samochodowego systemu złączy elektrycznych – wersja 6”, umożliwiają projektantom zastąpienie magistral CAN szybszą i lżejszą siecią Ethernet do zastosowań motoryzacyjnych w celu obsługi rosnących potrzeb obliczeniowych w pojazdach w szeregu systemów ADAS, takich jak kamery wspomagające kierowcę i systemy wspomagania kierowcy oparte na radarach, a także telematyka, konwertery multimedialne i bramy.
  • Przetwornice mocy z certyfikatem IP67, w tym ładowarki do pojazdów elektrycznych i hybrydowych, posiadające kwalifikację do stosowania w motoryzacji i oferowane w wersjach konwekcyjnych lub chłodzonych cieczą z izolacją galwaniczną.


Dobór urządzeń ochrony obwodu

Przy doborze odpowiedniego urządzenia do ochrony obwodu w systemach elektromobilności, ważne jest jasne zrozumienie jego charakterystyki działania. Niektóre podstawowe specyfikacje obejmują:

  • Napięcie znamionowe: maksymalne dopuszczalne napięcie zapewniające bezpieczną pracę
  • Prąd znamionowy: natężenie prądu w amperach (A), które bezpiecznik może przenosić w normalnych warunkach pracy
  • Zdolność wyłączania (zwana także wyłączalnością znamionową lub znamionowym prądem zwarciowym): maksymalny prąd, który bezpiecznik może przerwać przy jego napięciu znamionowym bez uszkodzenia. Zdolność wyłączania musi być co najmniej równa maksymalnemu prądowi zwarciowemu przewidzianemu dla obwodu
  • Krzywe czasowo-prądowe: określają, czy bezpiecznik jest typu szybkiego czy zwłocznego. Bezpieczniki szybkie są stosowane tam, gdzie szybkość ochrony ma znaczenie krytyczne. Bezpieczniki zwłoczne są stosowane w miejscach, w których występują krótkotrwałe przepięcia lub przeciążenia


I2t: specyfikacja bez normy testowej

Parametrem, który zasługuje na szczególną uwagę jest znamionowa całka Joule'a stapiania I2t (wymawiana „I kwadrat T”). Jest to miara energii potrzebnej do stopienia elementu topikowego, co jest ważną cechą bezpiecznika dla każdego zastosowania. I2t wyraża się jako „amper kwadrat razy sekunda” (A2s). Niestety dla projektantów ani normy UL/CSA 248 ani IEC127 dla bezpieczników miniaturowych i mikrobezpieczników nie zawierają procedury testowej, ani kryteriów testowania współczynnika I2t. Definicja I2t według normy branżowej:

CAŁKA JOULE'A STAPIANIA I2t mierzona przy 10In, przy użyciu ustalonego prądu stałego, gdzie In to prąd znamionowy bezpiecznika.

Użycie prądu 10In może być problematyczne i nie zawsze skutkuje dokładnymi czasami otwarcia. W szczególności bezpieczniki zwłoczne aby osiągnąć prawdziwą wartość I2t, mogą wymagać wyższego natężenia prądu niż 10-krotność prądu znamionowego. Ponieważ różni producenci w różny sposób radzą sobie z tym dylematem, ważne jest, aby projektanci dobrze poznali metodę zastosowaną do określenia wartości I2t dla konkretnych bezpieczników. Bardziej szczegółowe omówienie tych wyzwań jest dostępne tutaj: Wyjaśnienie całki Joule'a I2t.

Strona: 1/3
https://www.goodram.com/przemyslowe/
https://www.goodram.com/przemyslowe/