باعتبارها الجزء الأساسي لضمان السلامة الكهربائية، فإن الصمامات ذات الجهد العالي مناسبة للأنواع التالية من المواقف. تتطلب ميزات ووظائف تصميم النظام الكهربائي عالي الجهد والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمركبات الطاقة الجديدة ما يلي:
I. سيناريوهات الحماية الأساسية
حماية الدائرة الرئيسية
الحماية من تفريغ شحن البطارية-: إذا تجاوز التيار حد الأمان (على سبيل المثال، الحمل الزائد المستمر أو ماس كهربائى) أثناء عملية تفريغ شحن البطارية-، فسوف يذوب منصهر الجهد العالي- بسرعة، مما يمنع البطارية من السخونة الزائدة أو اشتعال النيران أو الانفجار. على سبيل المثال، عندما يكتشف نظام إدارة البطارية تيارًا غير طبيعي، يمكن للمصهر أن يقطع الدائرة في أجزاء من الثانية لمنع تلف حزمة البطارية.
حماية دائرة القيادة: يحتاج جهاز التحكم في محرك السيارة الكهربائية (مثل العاكس) إلى التعامل مع التيارات عالية الطاقة. يمكن للصمامات أن تمنع انسداد المحرك وقصر الدائرة الكهربائية وغيرها من الأعطال الناجمة عن تقلبات التيار، وتحمي المحرك ووحدة التحكم من التلف.
حماية الدائرة المساعدة
نظام تكييف الهواء: مطلوب مصدر طاقة عالي الجهد للضواغط وسخان PTC وغيرها من المعدات المساعدة للسيارات الكهربائية. تمنع الصمامات -تيارات الدائرة القصيرة الناتجة عن فشل المعدات من التأثير على النظام الكهربائي للمركبة بالكامل.
محول DC/DC: عند تحويل تيار مستمر عالي الجهد إلى تيار مستمر منخفض الجهد (على سبيل المثال، شحن بطارية aa 12 فولت)، يحمي المصهر المحول من التلف الناتج عن ماس كهربائي أو الحمل الزائد لمحطات الإدخال/الإخراج.
نظام الشحن: أثناء الشحن السريع أو الشحن البطيء، يمكن أن يمنع المصهر حدوث ماس كهربائى أو التحميل الزائد لكومة الشحن أو شاحن السيارة الناتج عن فشل دائرة الجهد العالي، لضمان الشحن الآمن.
حماية تسخير الأسلاك ذات الجهد العالي
في حالة حدوث قصر-في مجموعة أسلاك الجهد العالي في السيارة الكهربائية (مثل كابل توصيل البطارية والمحرك ومنفذ الشحن)-بسبب التقادم أو التآكل أو الاصطدام، يمكن للمصهر أن يقطع التيار بسرعة لمنع مجموعة الأسلاك من اشتعال النيران أو التسبب في تلف القوس للمكونات الأخرى.
ثانيا. التكيف مع السيناريوهات الخاصة
منصة الجهد العالي-800 فولت
عند ترقية مركبة كهربائية إلى منصات جهد 800 فولت أو أعلى، يجب أن يكون مصهر الجهد العالي-مقاومًا للضغط-أكثر (يغطي عادةً 500 فولت-1000 فولت) وقابلاً للكسر (يصل إلى 10 كيلو أمبير) للتعامل مع زيادة تيار الدائرة القصيرة عند الفولتية العالية. في نظام 800 فولت، على سبيل المثال، يحتاج المصهر إلى قطع عدة آلاف من الأمبيرات من الكهرباء خلال دائرة كهربائية قصيرة لمنع النظام من الانهيار.
تحمل النبض عالي التردد
يتم إنشاء نبضات تيار عالية التردد- عند بدء تشغيل المحرك وشحن البطارية وتفريغها. يجب أن تكون الصمامات مقاومة للصدمات لمنع الصمامات الزائفة التي تسببها التيارات النبضية. على سبيل المثال، إذا كان المحرك يبدأ ويتوقف بشكل متكرر، فيجب أن يتحمل المصهر الحمل الزائد على المدى القصير-دون حدوث أي ضرر.
التكيف مع الظروف القاسية
القدرة على التكيف مع درجات الحرارة: تحتاج الصمامات إلى العمل بثبات في نطاق درجة حرارة واسع يتراوح من -40 درجة إلى 85 درجة، والتكيف مع الظروف القاسية مثل الشحن بدرجة حرارة عالية وبدء التشغيل بدرجة حرارة منخفضة.
الاهتزاز والتأثير: سيؤدي اهتزاز المركبات الكهربائية وتأثيرها أثناء التشغيل إلى حدوث ضغط ميكانيكي على المصهر، وهو ما يجب حمايته بواسطة -تصميم مضاد للاهتزاز.
ثالثا. تطبيق نموذجي
سيارة ركاب
تتطلب سيارات الركاب ذات الطاقة الجديدة عادةً ما بين أربعة إلى 8 صمامات ذات جهد عالي-لحماية الدائرة الرئيسية (مثل البطارية والمحرك) والدائرة المساعدة (مثل تكييف الهواء، DC/DC) ونظام الشحن.
المركبات التجارية
تتطلب المركبات التجارية والمتخصصة ذات الطاقة الجديدة المزيد من الصمامات (على سبيل المثال، 8-16) بسبب متطلباتها العالية للطاقة. على سبيل المثال، يمكن أن يتكون نظام الجهد العالي لسيارة الركاب الكهربائية من فتيل رئيسي، وفتيل مساعد، وفتيل شحن، مما يشكل هيكل حماية متعدد الطبقات.
كومة الشحن
يجب أن يكون طرف الإخراج لكومة الشحن بالتيار المستمر مزودًا بصمام عالي الجهد لحماية وحدة الشحن ومنفذ شحن السيارة.
