تشير المركبة الكهربائية (EV) إلى أي مركبة تعمل بالبطاريات، بما في ذلك النماذج الكهربائية النقية والهجينة. تعمل الأنظمة الكهربائية في هذه المركبات عند جهود كهربائية عالية، عادة بين 100 فولت و1500 فولت، ويمكن لحزمة البطارية إصدار تيارات عطل تصل إلى 3000 أمبير أو أكثر. في حالة حدوث شحن زائد أو تحميل زائد أو عطل في الدائرة القصيرة، يجب قطع هذا التيار غير الطبيعي بالكامل وبسرعة لحماية النظام بأكمله. بدون حماية فعالة، يمكن أن تكون العواقب، مثل الحريق، كارثية.
نظرا لمحدودية المساحة داخل السيارة الكهربائية، الحل الوحيد العملي هو صمام سريع المفعول. جمع حجمهم الصغير، والتكلفة المنخفضة، والاستجابة السريعة، وقدرتها العالية على الكسر جعلها الخيار العالمي لمصنعي السيارات الكهربائية حول العالم. نظرا لأن حزمة البطارية توفر طاقة تيار مستمر نقية، يجب أن تكون حماية التيار الزائد عبارة عن صمام سريع المفعول وسريع المفعول مملوء بوسط إخماد للتيار (cuenching).
الفرق عن الصمامات التقليدية
الصمامات في المركبات التقليدية ذات محركات الاحتراق الداخلي، مثل الشفرات أو الشفرات المثبتة للبراغي، مصممة للأنظمة منخفضة الجهد (مثل 32 فولت، 48 فولت). تصنع من سبائك الزنك أو النحاس البسيطة ولا تحتوي على حشو داخلي، مما يجعل بنائها بسيطا جدا. هذا التصميم كاف فقط لحماية الإلكترونيات منخفضة الجهد وبطاريات الرصاص الحمضية الصغيرة ذات طاقة الأعطال المنخفضة.
على النقيض من ذلك، تعمل صمامات التيار المستمر المستخدمة في المركبات الجديدة في دوائر عالية الجهد من 100 فولت إلى 1500 فولت. دورها الأساسي هو توفير حماية عالية السعة للكسر لنظام البطارية الرئيسي. لذلك، يجب أن تبنى بجسم عالي العزلة، مقاوم لدرجات الحرارة العالية، وغير قابل للاشتعال. يجب أن تتكون المكونات الداخلية من عنصر فضي عالي النقاء وأطراف نحاسية لنقل الطاقة بكفاءة. الجسم مملوء برمل سيليكا عالي النقاء لتبريد القوس الكهربائي ومغلق بإحكام بأغطية معدنية لمنع أي قوس عالي الحرارة من التسرب.
الصمامات المملوءة والمغلقة لدينا لديها قدرة استثنائية على الانفصال، قادرة على إطفاء قوس الجهد العالي وقطع التيار خلال 3-5 مللي ثانية (مللي ثانية). هذا الإجراء السريع يحمي بفعالية أنظمة البطاريات والمركبات، مما يضمن السلامة والموثوقية. لهذه الصمامات، المواد المقاومة للحرارة العالية، وغير القابلة للاشتعال، وعالية القوة ضرورية.
ما هي القدرات الأساسية لصمام الطاقة الكهربائية الجديد؟
1. مقاومة الاهتزاز العالية: عادة ما تركب فيوزات السيارات الكهربائية على الهيكل أو في مقصورات تتعرض فيها للاهتزازات والصدمات طويلة الأمد من القيادة على طرق مختلفة. يجب أن يكون للصمام هيكل قوي وعالي القوة قادر على تحمل تسارع 5G والاهتزازات عالية التردد.
2. درجات الحرارة العالية ومقاومة الحريق: تعمل المركبات الكهربائية في مناخات متنوعة، من الحرارة الشديدة إلى البرد القارس، ويجب أن تعمل بثبات في جميعها. يجب اختيار مواد الصمامات لتحمل درجات الحرارة العالية والمنخفضة معا. والأهم من ذلك، في حالة وقوع حادث، يجب منع الفيوز نفسه من أن يصبح مصدرا للحريق.
3. قدرة الكسر العالية والمتانة: يجب أن يكون الفيوز عالي الجهد ذا عمر خدمة موثوق. يحتاج إلى تحمل التيارات الأمامية والعكسية من البطارية ومعدات الشحن على المدى الطويل، خاصة مقاومة نبضات التيار في البيئات ذات درجات الحرارة العالية دون إرهاق عنصر الفيوز أو التسبب في فشل مبكر. عندما يحدث حمل زائد أو تيار زائد، يجب أن يوفر الحماية عن طريق قطع تيار العطل الكبير خلال 3-5 ميلي ثانية.