ร่างกายเซรามิกสำหรับความรู้ในอุตสาหกรรมซีรีส์ฟิวส์

ในระบบป้องกันวงจรพลังงานใหม่ร่างกายเซรามิกสำหรับชุดฟิวส์โบลต์ทำหน้าที่เป็น "แกนป้องกัน" ของฟิวส์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่สมดุลประสิทธิภาพของฉนวนความเสถียรทางความร้อนและความแข็งแรงเชิงกล จากวงจรแรงดันไฟฟ้าสูงของยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงระบบ DC ของการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพการทำงานของมันจะกำหนดความเร็วในการตอบสนองของฟิวส์และความน่าเชื่อถือในการป้องกันโดยตรงภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง การวิเคราะห์ความรู้อุตสาหกรรมหลักและประเด็นสำคัญทางเทคนิคจากมุมมองของคุณสมบัติวัสดุตรรกะประสิทธิภาพการใช้งานสถานการณ์แอปพลิเคชันมาตรฐานการผลิตและแนวโน้มทางเทคโนโลยี

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

การเลือกวัสดุสำหรับร่างกายเซรามิกสำหรับซีเมนส์ LV HRC ฟิวส์จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสามประการของ "ฉนวนก่อนการต้านทานอุณหภูมิเป็นแกนกลางและความแข็งแรงเป็นรากฐาน" สิ่งนี้กำหนดค่าหลักในสภาพแวดล้อมวงจรที่ซับซ้อน กระแสหลักของอุตสาหกรรมใช้เซรามิกอลูมินา 95% และเซรามิกเบริลเลียมออกไซด์เป็นสารตั้งต้น วัสดุทั้งสองนี้เป็นวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคเสริม อลูมินาเซรามิกส์ (Al₂o₃) ที่มีความต้านทานฉนวนเกิน1,000mΩและความแข็งแรงของการดัดงอ 300mpa เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการปรับสมดุลฉนวนและคุณสมบัติเชิงกล ในวงจรแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูงของยานพาหนะไฟฟ้าความต้านทานฉนวนกันความร้อนทำให้มั่นใจได้ว่ากระแสรั่วไหลน้อยกว่าหรือเท่ากับ1μAที่ 1,000V ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ความปลอดภัย เบริลเลียมออกไซด์เซรามิก (beo) ที่มีค่าการนำความร้อนสูงของ 280W/(m ・ k) (ประมาณห้าเท่าของอลูมินา) เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องใช้ความร้อนอย่างรวดเร็วเช่นอุณหภูมิที่มีความถี่สูง กระบวนการความบริสุทธิ์และการเผาวัสดุส่งผลกระทบโดยตรงต่อข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพ: ฟิวส์ฟิวส์ร่างกายเซรามิกต้องใช้การเผาที่ 1600 องศาเพื่อให้ได้ความหนาแน่นเกิน 3.85 กรัม/ซม. เซรามิกเบริลเลียมออกไซด์จะต้องรักษาปริมาณสิ่งเจือปนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5% เพื่อป้องกันการสลายตัวของค่าการนำความร้อนเนื่องจากข้อบกพร่องของตาข่าย การรักษาพื้นผิวก็มีความสำคัญเช่นกัน การบดที่แม่นยำ (ความขรุขระ RA น้อยกว่าหรือเท่ากับ0.8μm) ช่วยลดความเข้มข้นของสนามไฟฟ้าและปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าได้ 20%ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่ปลอดภัยในการใช้งานแรงดันสูง (เช่นวงจรที่สูงกว่า 400V)

 

 

การออกแบบพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของร่างกายเซรามิกสำหรับฟิวส์ EV นั้นจัดเรียงอย่างใกล้ชิดกับข้อกำหนดทางไฟฟ้าของแอปพลิเคชันดาวน์สตรีมซึ่งสร้างการทำแผนที่ทางเทคนิคที่แม่นยำ ข้อกำหนดความต้านทานของฉนวนที่มากกว่าหรือเท่ากับ1,000mΩลำต้นจากข้อกำหนดความต้องการความปลอดภัยในระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ในแหล่งจ่ายไฟการจัดเก็บพลังงานแบบพกพา (ต่ำกว่า 36V) ความต้านทานฉนวน1,000mΩช่วยให้กระแสรั่วไหลต่ำกว่า0.036μA ในวงจรแรงดันไฟฟ้าสูงของยานพาหนะไฟฟ้า (800V) ต้องมีความต้านทานต่อฉนวนที่1500mΩหรือสูงกว่าเพื่อรักษากระแสการรั่วไหลน้อยกว่าหรือเท่ากับ0.5μAเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงต่อการช็อกไฟฟ้า

 

การออกแบบระดับของแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อความสามารถ (ตั้งแต่ไม่กี่ร้อยโวลต์ถึงหลายพันโวลต์) สะท้อนให้เห็นถึงความคิดตามสถานการณ์ ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่บ้านใช้ 500V ทนต่อเซรามิกแรงดันไฟฟ้าซึ่งผ่านความถี่พลังงาน 1 นาทีที่ทนต่อการทดสอบแรงดันไฟฟ้าโดยไม่ต้องสลาย วงจรแบตเตอรี่หลักของยานพาหนะไฟฟ้าต้องการการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้า 3000V เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของฉนวนภายใต้แรงดันไฟฟ้าแรงกระแทก 10kV ช่วงความต้านทานอุณหภูมิ (-50 องศาถึง 500 องศา) ยังอยู่สภาพแวดล้อมที่รุนแรง: อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กลางแจ้งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีนจะต้องทนต่ออุณหภูมิต่ำถึง -40 องศาเพื่อป้องกันส่วนประกอบเซรามิกเปราะ ฟิวส์เซรามิกตัวสำหรับฟิวส์เสริมรถยนต์ไฟฟ้าใกล้กับห้องเครื่องจะต้องรักษาเสถียรภาพของมิติ (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายความร้อนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 6 ×10⁻⁶/K) ภายใต้การดำเนินงานระยะยาวที่ 150 องศา

 

การออกแบบความแข็งแรงเชิงกลปรับสมดุลน้ำหนักและการป้องกัน: เซรามิกขนาดเล็กสำหรับ DC Automotive Fuses (เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม.) มีความหนาของผนัง 1 มม. และความแข็งแรงของการดัดงอมากกว่าหรือเท่ากับ 200mpa ตรงตามข้อกำหนดที่มีน้ำหนักเบาของอุปกรณ์พกพา ส่วนประกอบเซรามิกอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม.) มีความหนาของผนัง 3 มม. เพื่อให้ได้แรงดัดงอเกิน 350MPa และทนต่อแรงดันตามแนวแกน 500N, ตรงตามข้อกำหนดความต้านทานการสั่นสะเทือนของกังหันลม

 

ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับปลอกเซรามิกสำหรับการเชื่อมโยงฟิวส์ในสถานการณ์พลังงานใหม่ที่แตกต่างกันแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญขับเคลื่อนการทำซ้ำของเทคโนโลยีผลิตภัณฑ์ ในภาคยานพาหนะไฟฟ้าความต้องการหลักคือ "ฉนวนกันความร้อนแรงสูง + ความต้านทานการสั่นสะเทือน": ร่างกายเซรามิกในหน่วยกระจายพลังงานแรงดันสูง (PDU) จะต้องผ่านการทดสอบแรงดันไฟฟ้า 3000V และรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างในระหว่างการทดสอบการสั่นสะเทือน 10G การใช้เซรามิกอลูมินากับกระบวนการเชื่อมฝาโลหะ (ความแข็งแรงในการเชื่อมมากกว่าหรือเท่ากับ 100N) สามารถลดอัตราความล้มเหลวได้ 0.01% ต่อปี

ระบบจัดเก็บพลังงาน PV จัดลำดับความสำคัญ "ความต้านทานสภาพอากาศ + ความเสถียรทางความร้อน":เซรามิกสำหรับฟิวส์รถยนต์ไฟฟ้าและไฮบริดของฟิวส์ด้าน DC ในอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางจะต้องรักษาความผันผวนของความต้านทานต่อฉนวนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10% ในช่วงรอบอุณหภูมิจาก -30 องศาถึง 85 องศา ค่าการนำความร้อนสูงของเซรามิกเบริลเลียมออกไซด์จะลดเวลาการระบายความร้อนหลังจากละลายไปน้อยกว่า 1 วินาทีเพื่อป้องกันการครองอาร์ค อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบบกระจายใช้เซรามิกอะลูมินากับการเคลือบนาโนซึ่งเพิ่มความต้านทานต่อสเปรย์เกลือเป็น 1,000 ชั่วโมงทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมชายฝั่งที่ชื้น ข้อกำหนดหลักสำหรับอุปกรณ์พลังงานใหม่แบบพกพา (เช่นแหล่งจ่ายไฟกลางแจ้ง) คือ "miniaturization + ต้นทุนต่ำ" ด้วยการใช้เซรามิกอลูมินา 90% (ราคาต่ำกว่ารุ่น 15% กว่า 95%) ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับรอยเท้าขนาดเล็ก 5 มม. x 3 มม. ผ่านการฉีดขึ้นรูปการฉีดที่แม่นยำ นอกจากนี้ยังรักษาความต้านทานของฉนวนที่มากกว่าหรือเท่ากับ1,000mΩตรงตามข้อกำหนดการป้องกันสำหรับวงจรที่ต่ำกว่า 100V