Brotgeta og viðbragðshraði öryggi í rafknúnum ökutækjum skipta miklu máli. Þeir hafa bein áhrif á öryggi ökutækisins ef bilun verður, verndaráhrif búnaðarins og stöðugleika kerfisins.
I. Mikilvægi boga-slökkvigetu
Boga-slökkvigeta vísar til hámarksgetu öryggi til að slíta bilunarstrauminn þegar skammhlaup eða ofhleðsla er. Það er venjulega mælt í kílóamperum (kA). Skammrásarstraumur háspennukerfisins í rafknúnum ökutækjum (eins og rafhlöðupökkum, mótorstýringum) getur orðið nokkur þúsund eða jafnvel tugþúsundir ampera. Ef-bogaslökkvigeta öryggisins er ófullnægjandi geta eftirfarandi afleiðingar átt sér stað:
Hætta á skemmdum á búnaði
Hinn mikli hiti sem myndast af skammhlaupsstraumnum getur samstundis eyðilagt rafmagnsíhluti (svo sem mótorvinda, rafmagnshálfleiðara) og jafnvel kallað fram keðjubilanir.
Háspennujafnstraumsboginn hefur engan náttúrulegan núll-þverpunkt og það er mun erfiðara að slökkva hann en riðstraumur. Ef brotgeta öryggisins er ófullnægjandi getur ljósboginn haldið áfram að brenna, kveikja í nærliggjandi raflögnum eða einangrunarefnum, sem leiðir til elds í ökutæki.
Kerfislömun
Eftir að öryggið springur þarf að skipta um það. Ef brotgetan er ófullnægjandi, sem veldur því að öryggið springur eða skemmir aðra íhluti, mun viðgerðarkostnaður og tími aukast verulega og jafnvel hafa áhrif á heildaröryggi ökutækisins.
Iðnaðarkröfur:
Öryggi rafbíla þurfa að vera í samræmi við alþjóðlega staðla. Brotgetan þarf venjulega að vera yfir 5kA - 20kA til að ná yfir alvarlegar bilunaratburðarás.
II. Mikilvægi svarhraða
Svarhraði vísar til þess tíma sem það tekur öryggi að greina ofstraum og slíta hringrásina algjörlega, venjulega mældur í millisekúndum (ms). Há-spennukerfi rafknúinna ökutækja gerir mjög miklar kröfur um viðbragðshraða, af eftirfarandi ástæðum:
Komið í veg fyrir hitaskemmdir á búnaði
Hitaþolstími rafhluta (eins og IGBT einingar, mótorvinda) er takmarkaður. Til dæmis geta mótorvindar náð skemmda hitastigi innan aðeins 10 ms undir skammhlaupsstraumi. Ef öryggissvörunin er of hæg gæti búnaðurinn hafa skemmst varanlega.
Bældu bogaorku
Orka jafnstraumsboga er í réttu hlutfalli við veldi straums og tíma. Að skera hratt af straumnum getur dregið verulega úr ljósbogaorkunni og dregið úr hættu á eldi.
Viðhalda stöðugleika kerfisins
Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) og mótorstýringareining (MCU) rafknúinna ökutækja þurfa að fylgjast með straumnum í rauntíma. Ef öryggið bregst of hægt getur bilunarstraumurinn komið af stað öðrum varnarbúnaði (svo sem að tengibúnaðurinn aftengir sig), sem veldur því að kerfið bilar eða hrynji.
Iðnaðarkröfur:
Viðbragðstími há-afkastaöryggis er venjulega stjórnað innan 1ms - 5ms. Sum virk öryggi eða skynsamleg öryggi er hægt að stytta enn frekar niður í 0,1ms stig.
III. Samverkandi áhrif brotgetu og viðbragðshraða
Dæmigert umsóknarsvið
Skammhlaupsvörn rafhlöðupakka: Öryggið þarf að slíta strauma yfir 10kA innan 3 ms til að koma í veg fyrir að rafhlaðan fari í hitauppstreymi.
Hleðslukerfisvörn: Hraðhleðsluviðmótið krefst þess að öryggið rjúfi 5kA strauminn innan 5ms til að forðast skemmdir á hleðslustöðinni eða hleðslueiningu ökutækisins.
Vörn mótorsstýringar: Öryggið þarf að virka í tengslum við tengibúnaðinn til að slíta bilunarstrauminn innan 1 ms til að koma í veg fyrir að IGBT einingin brenni út.
Tæknilegar áskoranir
Erfiðleikar við DC-brot: Jafnstraumsbogar hafa engan núll-þverpunkt, svo sérstaka hönnun (eins og segulblástur, sandfylling) er nauðsynleg til að flýta fyrir því að boga slokkni.
Jafnvægi á milli svörunarhraða og líftíma: Hröð svörun getur stytt líftíma öryggisins, þannig að efnisfínstilling (eins og lág-bræðslumark-bræðslumarkblöndur) og endurbætur á burðarvirki (eins og bimetallic trigger) er nauðsynleg til að ná jafnvægi.
