सबसे पहले, इसमें गंभीर अधिभार और शॉर्ट-सर्किट धाराओं को तेजी से बाधित करने के लिए डीसी फास्ट-एक्टिंग सुरक्षा विशेषताएं होनी चाहिए। दूसरा, यह कॉम्पैक्ट, कंपन प्रतिरोधी, टिकाऊ और संरचनात्मक रूप से विनिमेय होना चाहिए। तीसरा, और सबसे गंभीर रूप से अभी तक अक्सर अनदेखा किया जाता है, फ्यूज ट्यूब सामग्री में उच्च तापमान प्रतिरोध होना चाहिए और गैर-दहनशील और गैर-ज्वलनशील होना चाहिए।
ऑटोमोटिव हाई-वोल्टेज फ़्यूज़ प्रभावी शीतलन के बिना संलग्न, तंग स्थानों में लंबे समय तक काम करते हैं। यह विशेष रूप से सच है जब वे बैटरी पैक के साथ एक बंद, उच्च तापमान वाला वातावरण साझा करते हैं। अनुचित सामग्री चयन से फ़्यूज़ बॉडी का थर्मल पिघलना और दहन हो सकता है। जैसा कि कहा जाता है, "जो आपको बनाता है वह आपको तोड़ भी सकता है। व्यापक सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, ऑटोमोटिव हाई-वोल्टेज फ़्यूज़ के उचित चयन को अत्यंत महत्व और सावधानीपूर्वक विचार के साथ माना जाना चाहिए।
ईवी बैटरी सुरक्षा के लिए फ़्यूज़ Standard क्यों हैं
इलेक्ट्रिक वाहनों में लिथियम बैटरी सिस्टम की मुख्य ओवरकरंट सुरक्षा के लिए हाई-वोल्टेज फ़्यूज़ का उपयोग, एक ओर, राष्ट्रीय मानक GB/T18384.1 की स्पष्ट आवश्यकताओं पर आधारित है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि ऐसा इसलिए है क्योंकि जब लिथियम बैटरी सिस्टम में एक गंभीर अधिभार या शॉर्ट-सर्किट दोष होता है, तो अत्यंत विनाशकारी शॉर्ट-सर्किट ऊर्जा को काटने और समाप्त करने के लिए एक मजबूत और विश्वसनीय "गेट" की आवश्यकता होती है, जो प्रभावी रूप से उच्च-वोल्टेज ओवरकुरेंट दुर्घटनाओं के बढ़ने और प्रसार को रोकता है।
वाहनों में सीमित स्थान के कारण, भारी और महंगे डीसी सर्किट ब्रेकर स्थापित करना अव्यावहारिक है। इसलिए, असामान्य विद्युत दोषों को सीमित करने और बाधित करने के लिए मुख्य सुरक्षा उपकरण के रूप में कॉम्पैक्ट, अपेक्षाकृत सस्ते और आसानी से स्थापित डीसी फास्ट-एक्टिंग फ़्यूज़ का उपयोग करना घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर ईवी उद्योग में एक मान्यता प्राप्त सुरक्षा मानक बन गया है।
एक डीसी फास्ट-एक्टिंग फ्यूज में एक शुद्ध चांदी तत्व होता है जो उच्च शुद्धता, कॉम्पैक्ट क्वार्ट्ज रेत से भरी ट्यूब के अंदर वेल्डेड होता है। सामान्य ऑपरेशन के दौरान, फ्यूज का अपना माइक्रो-ओम प्रतिरोध नगण्य होता है। जब बैटरी सिस्टम कई हजार एम्पीयर के गंभीर अधिभार या शॉर्ट-सर्किट करंट का अनुभव करता है, तो सिल्वर एलिमेंट और क्वार्ट्ज रेत मिलीसेकंड के भीतर पूरी "पिघलने-आर्क बुझाने-रुकावट" प्रक्रिया को पूरा करने के लिए एक साथ काम करते हैं, फ्यूज बॉडी के भीतर सभी हाई-वोल्टेज सर्ज करंट और उच्च-ऊर्जा गर्मी को अवशोषित और नष्ट करते हैं।
इस प्रक्रिया के दौरान, फ़्यूज़ ट्यूब को आंतरिक उच्च-वोल्टेज चाप द्वारा उत्पन्न 200-300 एमपीए के विस्तार दबाव के साथ-साथ 1000 °C से अधिक उज्ज्वल गर्मी का सामना करना पड़ता है। यदि ट्यूब सामग्री में पर्याप्त उच्च तापमान यांत्रिक शक्ति का अभाव है, तो यह फट जाएगा, फट जाएगा और एक चाप को बाहर निकाल देगा, जिससे उच्च तापमान कार्बोनाइजेशन और दहन होगा।
छिपा हुआ खतरा: ऑर्गेनिक फ्यूज बॉडी
2014 के बाद, इलेक्ट्रिक वाहन उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि और पावर बैटरी की बढ़ती ऊर्जा क्षमता के साथ, फ्यूज बॉडी के लिए कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करने का घातक दोष विभिन्न घटनाओं में उजागर होने लगा। उपयोगकर्ताओं ने कार्बनिक मिश्रित ट्यूबों से जुड़े फ्यूज बॉडी दहन के कई मामलों की सूचना दी, जो ज्यादातर 500V से अधिक सिस्टम वाली इलेक्ट्रिक बसों की चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान होती है।
बैटरी की सेवा जीवन इसकी वारंटी से अधिक हो जाना, फ्यूज के लिए कार्बनिक पदार्थ के आधार का उपयोग, ढीले प्रवाहकीय शिकंजा, या फ्यूज बॉडी का धातु आवरण दीवार के बहुत करीब होना जैसे कारक सभी आकस्मिक विद्युत आर्किंग और आग को ट्रिगर कर सकते हैं। पहले, दुर्घटना स्थलों से अधूरी जानकारी और कुछ वाहन और बैटरी निर्माताओं की विवरण का खुलासा करने की अनिच्छा के कारण, अनियंत्रित लिथियम बैटरी ओवरचार्जिंग जैसे मुद्दों के कारण रिसाव, शॉर्ट सर्किट और अनुचित फ्यूज स्थापना का मूल कारणों के रूप में गहराई से विश्लेषण नहीं किया गया था।
एक कार्बनिक मिश्रित फ्यूज बॉडी क्यों पिघल जाएगी और प्रज्वलित हो जाएगी, जबकि आंतरिक चांदी तत्व और क्वार्ट्ज रेत काफी हद तक बरकरार रहे? यह शक्तिशाली शॉर्ट-सर्किट उछाल कहां से आया? इन सवालों ने न केवल आपूर्तिकर्ताओं और ग्राहकों के बीच लंबे समय तक भ्रम और बहस पैदा की, बल्कि नई ऊर्जा इलेक्ट्रिक वाहनों की सुरक्षा के बारे में जनता में संदेह और चिंता भी पैदा की।
कार्बनिक फ्यूज निकायों की स्व-प्रज्वलन घटना में गहन शोध से पता चला है कि कार्बनिक मिश्रित पदार्थों का ताप विरूपण तापमान आम तौर पर 200 डिग्री सेल्सियस से नीचे होता है। बैटरी या उच्च-वोल्टेज बॉक्स के संलग्न उच्च तापमान वाले वातावरण में विस्तारित अवधि के लिए काम करते समय, खासकर जब खराब वेंटिलेशन वाले कोने में स्थापित किया जाता है, तो सामग्री महत्वपूर्ण थर्मल उम्र बढ़ने से गुजरती है। इससे इसकी यांत्रिक और इन्सुलेशन शक्ति दोनों में धीरे-धीरे गिरावट आती है।
उच्च वोल्टेज (500V से ऊपर) पर चार्ज होने वाली इलेक्ट्रिक बसों में अनियंत्रित ओवरचार्जिंग विशेष रूप से आम है। ओवरचार्जिंग के कारण बैटरी रिसाव या कैपेसिटर के टूटने के परिणामस्वरूप शॉर्ट-सर्किट सर्ज रिले और फ़्यूज़ को रिवर्स में प्रभावित कर सकता है, जिससे आंतरिक तापमान में तेजी से वृद्धि हो सकती है। यह कार्बनिक ट्यूब के क्षरण को तेज करता है। जब परिवेश का तापमान सामग्री के गलनांक से अधिक हो जाता है, तो फ़्यूज़ बॉडी जल्दी से कार्बोनाइज़ हो जाती है, जिससे मूल इन्सुलेट परत प्रवाहकीय परत में बदल जाती है। हाई-वोल्टेज सर्ज तब ट्यूब की दीवार के साथ एक बाहरी चाप पथ बनाता है, जिससे कार्बनिक पदार्थ जमकर जल जाते हैं और यह स्वयं प्रज्वलित हो जाता है। यह, बदले में, हाई-वोल्टेज बॉक्स के भीतर विद्युत केबलों को प्रज्वलित करता है, जिससे वाहन में पूरी तरह से आग लग जाती है। प्रत्यक्षदर्शियों के अनुसार, पूरी प्रक्रिया में कुछ ही सेकंड लग सकते हैं, लेकिन विनाशकारी ऊर्जा आश्चर्यजनक है।
<ऑर्गेनिक कम्पोजिट ईवी फ्यूज का विफलता अनुक्रम>
<ऑर्गेनिक कम्पोजिट ईवी फ्यूज का विफलता अनुक्रम>इस सिद्धांत की पुष्टि अंततः 4.26 अगस्त, 9 को जारी "2015" शेन्ज़ेन इलेक्ट्रिक बस की आग पर जांच रिपोर्ट से हुई। घरेलू ईवी, पावर बैटरी, इलेक्ट्रिकल और चार्जिंग क्षेत्रों के 14 विशेषज्ञों के एक पैनल ने निष्कर्ष निकाला कि " दुर्घटना पावर बैटरी ओवरचार्जिंग के कारण हुई, जिससे बैटरी रिसाव, शॉर्ट-सर्किट और अंततः आग लग गई। इस खोज ने फ्यूज बॉडी दहन की पहले की घटनाओं के गहरे कारण का खुलासा किया और एक महत्वपूर्ण सबक के रूप में कार्य करता है।
बैटरी या कैपेसिटर ओवरचार्ज शॉर्ट सर्किट के कारण इलेक्ट्रिक बसों पर फ्यूज बॉडी दहन की लगभग सभी दर्ज की गई घटनाओं में, दृश्य समान है: एक अल्ट्रा-हाई-तापमान आर्क फ्यूज बॉडी की सतह पर तेजी से फैलता है, न केवल तांबे के टर्मिनलों को पिघलाता है, बल्कि हाई-वोल्टेज बॉक्स की 5 मिमी स्टील प्लेट के माध्यम से जलने में भी सक्षम है। यह 1200 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान को इंगित करता है। ऐसे वातावरण में, केवल 200 °C के लिए रेट की गई एक कार्बनिक मिश्रित ट्यूब को तुरंत जला दिया जाता है। हालांकि आंतरिक तत्व और रेत के अवशेष रह सकते हैं, फ्यूज का सुरक्षात्मक कार्य पूरी तरह से खो जाता है।
इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि जब तक बीएमएस और चार्जिंग पाइल मैनेजमेंट सिस्टम लिथियम बैटरी ओवरचार्जिंग और ओवर-डिस्चार्जिंग दोषों पर 100% प्रभावी नियंत्रण प्राप्त नहीं कर सकते हैं, तब तक उच्च-वोल्टेज फ्यूज निकायों के लिए कार्बनिक मिश्रित सामग्री का उपयोग करना वैज्ञानिक रूप से ध्वनि या सुरक्षित समाधान नहीं है।
सुपीरियर समाधान: 95% एल्यूमिना सिरेमिक
<घटना से पहले और बाद में ऑर्गेनिक ईवी फ्यूज विफलता>
50 से अधिक घरेलू ईवी और बैटरी एकीकरण कंपनियों के बीच किए गए एक व्यापक सुरक्षा सर्वेक्षण से पता चला है कि 97% उपयोगकर्ताओं ने "गैर-दहनशील ट्यूब" विकल्प का समर्थन किया, और 64% ने विशेष रूप से "उच्च शक्ति वाले सिरेमिक ट्यूब" को मंजूरी दी।
पूर्ण सुरक्षा के लिए इस स्पष्ट उपयोगकर्ता वरीयता के आधार पर, हमने GONGFU फ्यूज में आठ year के लिए उपयोग की गई कार्बनिक मिश्रित सामग्री को छोड़ने का निर्णायक विकल्प बनाया। इसके बजाय, हमने उच्च-इन्सुलेशन, उच्च तापमान प्रतिरोधी और गैर-दहनशील 95% एल्यूमिना (Al₂O₃ कोरन्डम) सिरेमिक में अपग्रेड किया हमारे फ्यूज निकायों के लिए। हमारे प्राथमिक लक्ष्य के रूप में इलेक्ट्रिक वाहनों की पूर्ण सुरक्षा के साथ, हमने इस उत्पाद को अपने बड़े पैमाने पर उत्पादन लाइनों में अपग्रेड किया है।
तालिका 1: ऑटोमोटिव फ्यूज बॉडी मटेरियल की प्रदर्शन तुलना
| ट्यूब सामग्री | गर्मी विरूपण तापमान (°C) | फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ (एमपीए) | ढांकता हुआ ताकत (केवी/मिमी) |
|---|---|---|---|
| फेनोलिक मोल्डेड ट्यूब | 120-130 | 80 | 2 |
| मेलामाइन टुकड़े टुकड़े में ट्यूब | 150-180 | 180 | 6 |
| एपॉक्सी ग्लास फाइबर घाव ट्यूब | 120 | 290 | 10 |
| 95% एल्यूमिना सिरेमिक ट्यूब | 1650 | 280-320 | 22 |
हमारे GFEFUSE ब्रांड फ़्यूज़, जिसमें श्रृंखला 5H20L, 5H30L, 5H38L, H10H, H14FE, H14FA, 7H30L, 7H38L, 10H30L, और 10H38L शामिल हैं, सिरेमिक चुनने का कारण कठोर परीक्षण द्वारा सिद्ध होता है। एक आर्किंग परीक्षण के दौरान, जबकि फ्यूज टर्मिनल चाप से क्षतिग्रस्त हो गए थे, 95% एल्यूमिना सिरेमिक ट्यूब गंभीर उच्च तापमान परीक्षण का सामना करते हुए पूरी तरह से बरकरार रही। हमने अपने सिरेमिक ट्यूब फ़्यूज़ के साथ क्रैकिंग, आर्क फ्लैशओवर, या दहन का कोई मामला नहीं देखा है, यह साबित करते हुए कि 95% एल्यूमिना उच्च शक्ति सिरेमिक चुनना ऑटोमोटिव हाई-वोल्टेज फ़्यूज़ के निर्माण के लिए सही और तर्कसंगत समाधान है।
चीन के CCC अनिवार्य सुरक्षा प्रमाणन के अनुसार हाल के परीक्षणों में 500V/400A ऑटोमोटिव हाई-वोल्टेज फ्यूज दिखाया गया है, जो 20KA शॉर्ट-सर्किट करंट के अधीन होने पर केवल 7.22 मिलीसेकंड में पूरी मेल्ट-आर्क-इंटरप्ट प्रक्रिया को पूरा करता है । यह पूरी तरह से पुष्टि करता है कि सिरेमिक ट्यूब फ़्यूज़ न केवल उच्च तापमान प्रतिरोधी और गैर-दहनशील हैं, बल्कि असाधारण प्रदर्शन भी रखते हैं, जिसमें 9.43KA की वर्तमान सीमा और 5.49ms का चाप-बुझाने का समय है।
सुरक्षा के लिए एक अंतिम सिफारिश
हाल ही में ईवी आग की घटनाओं के बाद, चीन के उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने व्यापक सुरक्षा खतरे की जांच के लिए नोटिस जारी किए हैं। हमें उम्मीद है कि इस लेख को पढ़कर, वाहन और बैटरी निर्माता अपनी सुरक्षा जांच के दौरान सामग्री संरचना और उच्च-वोल्टेज फ़्यूज़ के उचित चयन पर अधिक ध्यान देंगे। यह न मानें कि केवल किसी भी फ़्यूज़ को स्थापित करने से सिस्टम "बीमाकृत" और सुरक्षित हो जाता है; जांच यह सुनिश्चित करने के साथ शुरू होनी चाहिए कि फ्यूज स्वयं "अग्निरोधक" है।
<सिरेमिक फ्यूज सीसीसी शॉर्ट-सर्किट टेस्ट ऑसिलोग्राम>
हम यह भी अनुशंसा करते हैं कि बैटरी निर्माता बैटरी बॉक्स के अंदर उच्च-वोल्टेज फ़्यूज़ स्थापित न करें। उन्हें एक अलग, स्वतंत्र बाड़े में अलग करना कहीं बेहतर है। यह न केवल सुरक्षित है बल्कि निरीक्षण और प्रतिस्थापन के लिए भी अधिक सुविधाजनक है, जिससे मुख्य बैटरी पैक को बार-बार अलग करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। आखिरकार, एक बार जब ईवी बड़ी संख्या में बेचे जाते हैं, तो इन उपभोज्य भागों को बदलने वाले लोग अक्सर गैर-पेशेवर होंगे।
डोंगगुआन गोंगफू इलेक्ट्रॉनिक्स कं, लिमिटेड के बारे में
एक समर्पित डेवलपर और डिजाइनर के रूप में, GONGFU इलेक्ट्रॉनिक्स फ़्यूज़, फ़्यूज़ होल्डर, ऑटोमोटिव फ़्यूज़, ऑटोमोटिव फ़्यूज़ होल्डर, DC फ़्यूज़, फोटोवोल्टिक फ़्यूज़ और ऊर्जा भंडारण फ़्यूज़ के लिए वन-स्टॉप समाधान प्रदान करता है।