Sábháilteacht EV agus Córas Tionscail a chinntiú le Teicneolaíocht Fiús Next-Gen
Éilíonn na córais stórála fuinnimh is déanaí comhpháirteanna sábháilteachta ardfheidhmíochta agus réitigh sofaisticiúla cosanta ciorcad ar féidir leo na leibhéil chriticiúla cosanta a sholáthar chun sábháilteacht agus iontaofacht a chinntiú.
Tá feithiclí leictreacha thart ó lár an 19ú haois agus bhí an-tóir orthu go dtí gur athraigh gásailín saor ó réimsí ola Texas an dinimic. Bhí fadhbanna tromchúiseacha ag na EVanna luatha sin le dlús fuinnimh agus éifeachtúlacht powertrain, ach bhí luas luais na talún ag feithicil leictreach go dtí cas an chéid seo caite. Bhain an tsaincheist sábháilteachta is mó leis na córais ceallraí feithiclí céadghiniúna sin den chuid is mó timpeall ar loingseoireacht agus stóráil aigéid sa leictrilít (Fíor 1).
1. D’fhulaing córais luath-cheallraí ó dhlús íseal fuinnimh agus na hábhair loiscneacha a úsáideadh.
Tá dlús agus cumas cumhachta i bhfad níos airde ag pacáiste ceallraí EV nua-aimseartha ná na córais seandachtaí sin, agus tá na saincheisteanna agus na próisis sábháilteachta a theastaíonn chun aghaidh a thabhairt orthu tar éis aistriú go croítheicneolaíochtaí níos airde. Is ceist mhór sábháilteachta anois bainistíocht a dhéanamh ar na sruthanna arda a bhfuil baint acu le EVanna an lae inniu, toisc go bhféadfadh teip tubaisteach a bheith i gceist le teagmhas gearrchiorcad míbhainistithe.
Sábháilteacht agus Feidhmíocht
Baineann na héilimh chéanna ar éifeachtúlacht agus ar dhlús fuinnimh le leictreonaic chumhachta EV, a éilíonn leibhéil an-ard sábháilteachta agus feidhmiúlachta freisin. Ní féidir le EVanna an lae inniu aghaidh a thabhairt ar na riachtanais maidir le raon, feidhmíocht agus sábháilteacht ach amháin trí ardchórais ceallraí agus leictreonaic bainistíochta cumhachta a bheith acu. Is claíomh le ciumhais é an t-aistriú chuig ábhair chun cinn cosúil le leathsheoltóirí leathanbhanda i gcórais chumhachta, ag méadú feidhmíochta chomh maith leis an ngá le hoibriú sábháilte.
Cadhnraí Níos Fearr
Tá an t-éileamh ar stóráil fuinnimh feabhsaithe ag fás go seasta i mbeagnach gach earnáil margaidh. Ó fheistí chomh beag le wearables míochaine go córais chomh mór leis an eangach chumhachta, teastaíonn cadhnraí ard-dlúis i réitigh an lae inniu.
Teastaíonn modhanna éagsúla ó na feidhmchláir seo chun oibriú go sábháilte agus go hiontaofa, toisc nach bhfágann na leibhéil chumhachta aon áit le haghaidh earráide. Ó mhodhanna bearrtha buaic na greille agus modheolaíochtaí eile aistrithe ualaigh sa ghreille cumhachta, go dtí na leictreonaic luchtaithe tapa a fhreastalaíonn ar na EVanna atá ceangailte leis, cinntítear go bhfuil sábháilteacht na gcadhnraí lena mbaineann ríthábhachtach (Fíor 2).
2. Caithfidh ardfheidhmchláir chumhachta cosúil le muirearú tapa feithiclí oibriú go sábháilte, go hiontaofa agus go heacnamaíoch.
Comhleá ar mhaithe le Sábháilteacht
Chun a chinntiú go bhfuil na córais bhainistíochta cumhachta ard-dlúis seo sábháilte thar shaolré oibríochta feithicle, tá sé ríthábhachtach comhpháirteanna cosanta ardfheidhmíochta láidre a chomhtháthú ina ndearaí. Teastaíonn comhpháirteanna cosanta ciorcaid ó fiúsanna nó ó ghléasanna dá samhail, ag cosaint an ghluaisteáin ó dhálaí gearrchiorcad tríd an nasc cumhachta a bhriseadh faoi dhálaí an-sainiúla. Tá gné phríomha ag go leor de na cineálacha fiúsanna seo, píosa seoltóra innealtóireachta.
Déantar an nasc oiriúnaithe seo, miotail de ghnáth, a rátáil chun an nasc a bhriseadh trí leá (nó galú) ar bhealach rialaithe. Tarlaíonn sé seo de ghnáth faoi na dálaí teochta níos airde a chruthaíonn ciorcad gearr, ag cinntiú sábháilteacht an chórais trína ghearradh amach ón bhfoinse cumhachta go hiomlán. Tá cúpla míbhuntáiste ann, áfach, ina measc nach dtaispeánfaidh ciorcad faoi ualach sreabhadh rialta agus rianúil.
Mar shampla, i ndearaí a mbíonn bíoga ardchumhachta iontu, ciallaíonn an éagsúlacht leathan reatha a bhíonn mar thoradh air fiús ar luach níos airde a úsáid chun bagrach núis a sheachaint. Is í an fhadhb atá ann ná go bhfágann an tuaslagán seo an ciorcad níos nochtaithe do róthéamh agus do mhainneachtain theirmeach. Ina theannta sin, mar thoradh ar ghné indiúscartha na fiúsanna tá níos mó úsáide á baint as ardfheistí sábháilteachta cosúil le scoradáin chiorcaid, atá in-athshuiteáilte agus nach bhfuil páirteanna iontu a dhóitear amach.
Teagmhálaithe ag Ceangal
Is feistí cosanta leictrimheicniúla iad teagmhálaithe, cé go bhfuil siad cosúil le scoradáin chiorcaid, sa mhéid is nach stopann siad gearr. Ina ionad sin, gníomhaíonn siad mar ghléasanna lasctha ardfheidhmíochta a nascann go díreach le hualaí ard-reatha. Arna oibriú ag rialú seachtrach, freastalaíonn teagmhálaithe cumhachta ar thascanna athshocraithe ciorcad éilitheach ina bhfuil leibhéil arda reatha i láthair. Cosúil le hoibriú le hathsheachadáin, cuireann teagmhálaithe gnéithe ar fáil chun na áirsí a chruthaítear agus iad ag athrú a rialú agus a bhaint.
Cinntíonn teagmhálaithe ardvoltais sábháilteacht agus leanúnachas ciorcad i stóráil cumhachta hibrideacha agus feithiclí leictreacha, luchtairí ceallraí agus córais tionsclaíocha ardchumhachta, ag nascadh agus ag dícheangal cumhachta go tapa agus go slán agus iad ag bainistiú saincheisteanna cumhdaithe agus inrush. Sampla amháin is ea EVanna, áit a ndéanann teagmhálaithe oscailte de ghnáth bainistíocht ar an nasc idir an pacáiste ceallraí agus an córas, ag dícheangal go huathoibríoch nuair nach bhfuil an carr á úsáid.
Cosaint na Chéad Ghlúine Eile
Tá réitigh chosanta ciorcad eile ann a fhéadann ciorcad a oscailt níos gasta ná fiús agus atá níos frithsheasmhaí i gcoinne bagrach núis. Cinntíonn sé seo agus gnéithe casta eile riosca níos lú damáiste ná fiúsanna teirmeacha. Is féidir sampla de réiteach den sórt sin a fháil sa Dissmann Fuse a d’fhorbair GIGAVAC, branda Sensata Technologies (Fíor 3).
3. Dírithe ar EVanna, is gléas leictrimheicniúil mearghníomhach é an Sensata Dissmann Fuse le giniúint teasa íseal.
Tá giniúint teasa íseal ag an bhfeiste leictrimheicniúil atá séalaithe go heirméiteach agus ag taisteal ag sruth cruinn. I measc na ngnéithe tá friotaíocht an-laghdaithe, gan dul in aois teirmeach, agus éifeachtúlacht mhéadaithe an chórais. Ar choinníoll in athruithe éighníomhacha agus éighníomhacha-ghníomhacha araon, úsáideann na feistí réimse maighnéadach an tsrutha reatha (fórsa Lorentz) chun an fheiste a spreagadh. Taispeánann Figiúr 4 an chaoi a bhfeidhmíonn sí, agus an líne ghorm sa chairt ag taispeáint na tairsí spreagtha.
4. Taispeánann an léaráid seo oibriú réitigh cosanta ciorcad cosúil leis an Dissmann Fuse. Léiríonn an líne ghorm an tairseach spreagtha, ag taispeáint gur féidir leis an bhfeiste an ciorcad a oscailt níos gasta ná fiús agus níos gaire do na coinníollacha oibriúcháin atá ag teastáil.
Taispeánann an chairt seo gur féidir leis an bhfeiste an ciorcad a oscailt níos tapa agus níos gaire do na dálaí oibriúcháin atá ag teastáil ná fiús. Ar fáil i raon leanúnach rátálacha ó 200 go 500 A, tá cosán a thairseach spreagtha inchoigeartaithe freisin. Gan mórán teasa a ghiniúint, tá sé díolmhaithe ó aosú teirmeach agus trí thumadh núis de bharr timthriallta oibríochta te agus fuara, rud a fhágann go bhfuil an seoltóir thar cionn le himeacht ama.
Éilítear gurb é an Dissmann Fuse an chéad fiús heirméiteach sa tionscal a thuileann ag sruthanna beachta. Tá sé deartha chun friotaíocht a laghdú go suntasach, am a shuiteáil, castacht agus costas, ag cabhrú le héifeachtacht an chórais a mhéadú.
Ag leathnú saol oibríochta an chórais trí shláine fhisiceach agus oibríochtúil an cheangail a chinntiú, bíonn amanna soiléire tapa agus comhsheasmhacha ag an bhfiús beag beann ar theochtaí comhthimpeallacha. Tá sé seo ag éirí níos tábhachtaí i EVanna ardchumhachta, áit ar féidir le haon bhreis ar thionchar teirmeach na leictreonaice tiomántáin difear a dhéanamh do fheidhmíocht fochóras eile atá íogair go teirmeach.
Feabhsaíonn oibriú tapa feidhmíocht teagmhálaí freisin. Is féidir le teagmhálaí toibhiú le linn oibríochta, ag diomailt fuinnimh ba chóir a bheith ar fáil chun an fiús a spreagadh, agus ina ionad sin, an sruth a luchtú ar an teagmhálaí. Féadann sé seo an fiús a chosc ó “a fheiceáil” go gairid agus d’fhéadfadh cliseadh tubaisteach a bheith mar thoradh air. Ag féachaint ar chás le teagmhálaí 500-A agus fiús 500-A, thógfadh cumraíocht den sórt sin an dara nó dhó ag 1,000 A chun turas a dhéanamh, ach is féidir réiteach mear-thurais a shocrú ag 1,000 A, mar shampla, agus turas laistigh de 3 ms.
I gcás fiúsanna teirmeacha, tá réimse oibríochta ann ina bhféadfadh na leibhéil reatha an teagmhálaí a shárú, ag scriosadh a chumais cur isteach ar an ualach trína bhac ar an bpointe teirmeach a bhaint amach chun go spreagfaidh fiús é. Cuirtear deireadh leis an riosca seo le táirgí a thairgeann friotaíocht teagmhála an-íseal de níos lú ná 0.15 mΩ, rud a fhágann go mbeidh níos lú caillteanas cumhachta agus éifeachtúlacht mhéadaithe sa chóras ann freisin.
Breithnithe
Tugann feistí cosanta beachta agus bagrach tapa aghaidh ar shábháilteacht chiorcaid i gcórais ardchumhachta, ach níl a gcuid buntáistí teoranta do chadhnraí ardleibhéil amháin a sheirbheáil. Is féidir le réimse leathan feidhmchlár, lena n-áirítear róbataic thionsclaíoch agus córais fuinnimh mhalartacha, leas a bhaint as éifeachtúlacht, gnéithe teirmeacha agus luas oibríochta réiteach den sórt sin. Tá na gairis leictrimheicniúla seo atá ag gníomhú go tapa, séalaithe go heirméiteach oiriúnach go maith d’fheidhmchláir ina mbíonn fadhbanna ag dul in aois theirmeach nó ag bagú núis.
Cuidíonn réitigh chosanta cumhachta cosúil le Dissmann Fuse le comhordú teagmhálaithe agus soláthraíonn siad cosaint faoi dhálaí gearrchiorcad. Éilíonn córais stórála fuinnimh na chéad ghlúine eile comhpháirteanna sábháilteachta ardfheidhmíochta agus réitigh sofaisticiúla cosanta ciorcad a fhéadann na leibhéil chriticiúla chosanta riachtanacha a sholáthar chun sábháilteacht agus iontaofacht a chinntiú.