Keskeisenä osana sähköturvallisuuden varmistamista korkeajännitesulakkeet sopivat seuraaviin tilanteisiin. Uusiin energiaajoneuvoihin läheisesti liittyvän suurjännitesähköjärjestelmän suunnitteluominaisuudet ja toiminnot edellyttävät, että:
I. Perussuojausskenaariot
Pääpiirin suojaus
Akun lataus-purkaussuoja: Jos virta ylittää turvakynnyksen (esim. jatkuva ylikuormitus tai oikosulku) akun lataus-purkausprosessin aikana, korkea-jännitesulake sulaa nopeasti ja estää akkua ylikuumenemasta, syttymästä tai räjähtämästä. Esimerkiksi kun akunhallintajärjestelmä havaitsee epänormaalin virran, sulake voi katkaista piirin millisekunneissa estääkseen akun vaurioitumisen.
Käyttöpiirin suojaus: Sähköajoneuvon (kuten invertterin) moottoriohjaimen on kestettävä suuria tehovirtoja. Sulakkeet voivat estää moottorin tukkeutumisen, oikosulun ja muut virran vaihtelun aiheuttamat viat sekä suojata moottoria ja säädintä vaurioilta.
Apupiirin suojaus
Ilmastointijärjestelmä: Kompressoreille, PTC-lämmittimelle ja muille sähköajoneuvojen lisälaitteille tarvitaan korkeajännitevirtalähde. Sulakkeet estävät laitevioista aiheutuvia oikosulkuvirtoja vaikuttamasta koko ajoneuvon sähköjärjestelmään.
DC/DC-muunnin: Muunnettaessa suurjännitetasavirtaa matalajännitteiseksi tasajännitteeksi (esim. lataamalla 12V akkua), sulake suojaa muuntajaa oikosulun tai tulo-/lähtöliittimien ylikuormituksen aiheuttamilta vaurioilta.
Latausjärjestelmä: Pikalatauksen tai hitaan latauksen aikana sulake voi estää latauspakan tai autolaturin oikosulun tai ylikuormituksen korkeajännitepiirin vikaantumisen vuoksi turvallisen latauksen varmistamiseksi.
Korkeajännitejohtosarjan suojaus
Jos sähköajoneuvon korkeajännitteisessä-johtosarjassa (kuten akun, moottorin ja latausportin yhdistävä kaapeli) syntyy oikosulku-ikääntymisen, kulumisen tai iskun vuoksi, sulake voi nopeasti katkaista virran estäen johtosarjaa syttymästä tuleen tai aiheuttamasta valokaaren vaurioita muille osille.
II. Sopeutuminen erikoisskenaarioihin
800 V korkea{1}}jännitealusta
Kun sähköajoneuvo päivitetään 800 V:n tai korkeampaan jännitealustaan, korkea{1}}jännitesulakkeen on oltava painetta-kestävämpi (joka kattaa yleensä 500 V-1000 V) ja rikkoutuva (jopa 10 kA) kestääkseen oikosulkuvirran ylikuormituksen korkealla jännitteellä. Esimerkiksi 800 V:n järjestelmässä sulakkeen on katkaistava useita tuhansia ampeeria sähköä oikosulun aikana estääkseen järjestelmän romahtamisen.
Korkean taajuuden pulssin sietokyky
Korkeataajuisia{0}}virtapulsseja syntyy, kun moottori käynnistetään ja akku latautuu ja purkautuu. Sulakkeiden tulee olla iskunkestäviä pulssivirtojen aiheuttamien väärien sulakkeiden estämiseksi. Jos moottori esimerkiksi käynnistyy ja pysähtyy usein, sulakkeen on kestettävä lyhytaikainen-ylikuormitus vahingoittumatta.
Sopeutuminen äärimmäisiin olosuhteisiin
Lämpötilan mukautuvuus: Sulakkeiden on toimittava tasaisesti laajalla lämpötila-alueella -40 asteesta 85 asteeseen sopeutuakseen äärimmäisiin olosuhteisiin, kuten korkean lämpötilan lataus ja matalan lämpötilan käynnistyminen.
Tärinä ja isku: Sähköajoneuvojen tärinä ja törmäykset käytön aikana aiheuttavat mekaanista rasitusta sulakkeelle, joka on suojattava tärinänvaimennus{0}}.
III. Tyypillinen sovellus
Henkilöauto
Uudet energiakäyttöiset matkustajaajoneuvot vaativat yleensä neljästä kahdeksaan korkeajännitteistä -sulaketta suojaamaan päävirtapiiriä (esim. akku, moottori), apupiiriä (esim. ilmastointi, DC/DC) ja latausjärjestelmää.
Hyötyajoneuvot
Uudet energiakäyttöiset hyötyajoneuvot ja erikoisajoneuvot vaativat enemmän sulakkeita (esim. 8-16) suuremman tehontarvensa vuoksi. Esimerkiksi sähköisen henkilöauton suurjännitejärjestelmä voisi koostua pääsulakkeesta, apusulakkeesta ja lataussulakkeesta, jotka muodostavat kerrostetun suojarakenteen.
Latauskasa
DC-latauspinon lähtöpää on varustettava suurjännitesulakkeella latausmoduulin ja ajoneuvon latausportin suojaamiseksi.
