Perché l'involucro del relè sottovuoto in ceramica di allumina Al2O3 è la scelta preferita per i contattori CC ad alta-tensione?

La rapida diffusione delle architetture di ricarica rapida-ad alta tensione-da 800 V nei veicoli a nuova energia richiede spazi interni compatti per i pacchi batteria. Il sistema deve gestire contemporaneamente carichi ad alta tensione e corrente elevata, rendendo l'isolamento, l'estinzione dell'arco e la resistenza alla temperatura del circuito ad alta-tensione una sfida progettuale fondamentale. L'involucro del relè sottovuoto in ceramica di allumina Al2O3 è il supporto di tenuta del nucleo dei contattori CC ad alta-tensione; le prestazioni di isolamento e l'ermeticità del materiale dell'involucro determinano direttamente la soglia di sicurezza a lungo termine del circuito ad alta tensione.

I contattori CC ad alta- tensione si basano su contatti di comando elettromagnetici della bobina per completare la commutazione del circuito e sono ampiamente utilizzati nel circuito principale della batteria, nella pre-carica, nella ricarica rapida e lenta e nel potenziamento dei circuiti ausiliari. Durante la commutazione sui contatti vengono generati archi ad alta-temperatura. I normali involucri di plastica sono soggetti alla carbonizzazione e alla rottura, il che li rende inadatti alle condizioni di alta-tensione a livello di-kilovolt. La ceramica metallizzata in allumina per relè elettrici, con le sue elevate proprietà isolanti della ceramica in allumina, isola l'arco dai circuiti esterni, evitando rischi di dispersione e perdite.

I contattori incapsulati in resina epossidica- sono compatti e soddisfano le esigenze di miniaturizzazione e integrazione di BDU e PDU. Sono riempiti con gas inerte per l'estinzione dell'arco, ma la matrice plastica presenta limitazioni in termini di resistenza alle alte-temperature e all'arco. In condizioni di funzionamento a-alta{5}}corrente a lungo termine, l'involucro è soggetto a invecchiamento e deformazione, portando a un continuo calo delle prestazioni di isolamento. L'alloggiamento in ceramica di allumina Al2O3 per contattore CC ad alta tensione offre resistenza alle alte-temperature e stabilità chimica superiori, consentendogli di resistere alla combustione ad arco a lungo-termine senza guasti alla carbonizzazione.

I contattori rettangolari sigillati in ceramica-sono disponibili in strutture di assemblaggio verticali e orizzontali, supportando vari metodi di fissaggio con bullone e innesto-. Con una struttura della cavità ottimizzata, presentano un aumento di temperatura inferiore con la stessa corrente. Dotati di protezione da cortocircuito-, sono adatti per scenari di ricarica rapida ad alta-potenza. L'ermeticità della cavità ceramica è fondamentale per l'efficacia dell'estinzione dell'arco. I componenti in ceramica di allumina ad alta precisione sono caratterizzati da una densa sinterizzazione, che garantisce una perdita minima del gas inerte del vuoto interno e mantiene un ambiente di estinzione dell'arco stabile a lungo termine.

I guasti da cortocircuito-non possono essere diseccitati rapidamente-utilizzando solo i contattori. I fusibili intelligenti, come dispositivi di protezione secondaria, sono classificati in tre tipi: attivazione passiva da sovracorrente, attivazione attiva controllata elettronicamente e una combinazione di attivazione attiva e passiva, formando un sistema di protezione di sicurezza a doppio-strato per l'intero veicolo. I fusibili ad attivazione elettromagnetica richiedono inoltre una cavità isolante ad alta-tensione per isolare l'arco elettrico. La ceramica dei relè in allumina metallizzata può adattarsi contemporaneamente ai requisiti di tenuta del meccanismo di interruzione elettromagnetica del fusibile.

I fusibili puramente passivi si affidano alla corrente di sovraccarico per completare il processo di interruzione. In condizioni di 1000 V, il tempo di interruzione è controllato entro 3 ms e la corrente di interruzione copre da 10 kA a 20 kA. Le loro prestazioni non sono influenzate dalla temperatura o dalla forma d'onda della corrente. L'energia dell'arco concentrata al momento della rottura impone requisiti rigorosi alla resistenza all'alta-tensione e alla resistenza alle bruciature della cavità. I componenti in ceramica metallizzata ad alta-resistenza, realizzati in materiale di allumina ad alta-purezza, possono resistere all'erosione istantanea dell'arco ad alta-temperatura senza danni.

Il fusibile attivo e passivo integrato combina le funzioni di autoattivazione- da sovracorrente e di accensione elettronica, offrendo una maggiore ridondanza di sicurezza, precisione di interruzione stabile e design di adattamento semplificato per i componenti elettrici del veicolo. A causa delle vibrazioni a lungo termine del veicolo e dei cicli di alta/bassa temperatura, le microfessure nell'alloggiamento possono causare perdite di gas inerte, indebolendo le capacità di estinzione dell'arco. La ceramica metallizzata ad alto contenuto di allumina del relè EV, dopo la sinterizzazione, mostra un'elevata resistenza meccanica e una resistenza superiore alle vibrazioni e agli shock termici rispetto agli alloggiamenti in plastica composita.

La scelta dei dispositivi di protezione dall'alta-tensione richiede una considerazione completa della tensione nominale, della capacità di trasporto della corrente-, della capacità di resistenza al corto-circuito e della tolleranza ambientale. L'energia dell'arco notevolmente aumentata nelle piattaforme di ricarica rapida-da 800 V significa che il guasto dell'isolamento dell'alloggiamento può portare direttamente a perdite di alta-tensione e rischi di instabilità termica. I materiali di imballaggio convenzionali non possono soddisfare contemporaneamente i molteplici requisiti di ermeticità, isolamento e resistenza alle alte-temperature. Le parti dei relè in ceramica di allumina metallizzata soddisfano perfettamente gli-standard di utilizzo in condizioni complete dei dispositivi ad alta-tensione automobilistici.

La sicurezza ad alta-tensione dell'intero veicolo è garantita dagli sforzi coordinati di contattori, fusibili e cavità sigillate. Mentre l'ottimizzazione delle strutture di estinzione dell'arco-e dei componenti elettromagnetici può compensare i difetti del materiale dell'alloggiamento, la purezza e il processo di sinterizzazione dell'alloggiamento in ceramica di allumina determinano direttamente la durata dell'isolamento e il limite di protezione da cortocircuito-dei componenti. La lavorazione stabile e densa di relè ad alta tensione La ceramica di allumina metallizzata può ridurre la probabilità di perdite e guasti dovuti alla rottura dell'arco nei circuiti ad alta-tensione da un punto di vista strutturale, estendendo la durata di servizio dell'intero gruppo di distribuzione dell'energia.

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