קרייַז שוץ אין עלעקטריק פּאָווערטראַינס פון ניו ענערגיע וועהיקלעס

אַבסטראַקט

מיט די גיך אנטוויקלונג פון נייַ ענערגיע פאָרמיטל (NEV) טעכנאָלאָגיע, די זיכערקייַט און רילייאַבילאַטי פון עלעקטריקאַל מאַכט סיסטעמען האָבן ווערן קריטיש קאַנסערנז. דער פּאַפּיר יקספּלאָרז קרייַז שוץ מעקאַניזאַמז אין נעוו, אַרייַנגערעכנט באַטאַרייע פאַרוואַלטונג סיסטעמען (BMS), מאַכט טראַנסמיסיע שורות, מאַכט פאַרוואַלטונג, מאָטאָר קאַנטראָולערז, און הויך-וואָולטידזש דק סערקאַץ. דורך אַנאַלייזינג פאַרשידן שוץ סטראַטעגיעס אַזאַ ווי אָווערקוררענט שוץ, קורץ-קרייַז שוץ, ינסאַליישאַן מאָניטאָרינג, און טערמאַל פאַרוואַלטונג, דעם פּאַפּיר יימז צו צושטעלן אַ טיף פארשטאנד פון באַוואָרעניש NEV עלעקטריקאַל אַרקאַטעקטשערז.

1. הקדמה

ווי עלעקטריק וועהיקלעס (EVs) ווערן ינקריסינגלי פאַרשפּרייט, ינשורינג די זיכערקייַט און עפעקטיווקייַט פון זייער עלעקטריקאַל פּאַורטריינז איז העכסט. הויך-וואָולטידזש קאַמפּאָונאַנץ און קאָמפּלעקס מאַכט עלעקטראָניק פאָרשטעלן נייַ טשאַלאַנדזשיז אין קרייַז שוץ. די דורכפאַל פון די קאַמפּאָונאַנץ קענען פירן צו קאַטאַסטראָפיק קאַנסאַקווענסאַז, אַרייַנגערעכנט פייַער כאַזערדז און סיסטעם מאַלפאַנגקשאַנז. דעריבער, געהעריק קרייַז שוץ סטראַטעגיעס מוזן זיין ימפּלאַמענאַד צו ענשור אַפּעריישאַנאַל זיכערקייַט און לאָנדזשעוואַטי.

2. באַטערי מאַנאַגעמענט סיסטעם (BMS) שוץ

די באַטאַרייע איז די האַרץ ענערגיע מקור פון נעווס, ריקוויירינג סאַפיסטאַקייטיד שוץ מעקאַניזאַמז צו פאַרמייַדן כאַזערדאַס פייליערז. שליסל קרייַז שוץ מיטלען אין BMS אַרייַננעמען:

2.1 אָווערקוררענט און אָווערוואָלטאַגע פּראַטעקשאַן

ליטהיום-יאָן באַטעריז זענען העכסט שפּירעוודיק צו אָוווערוואָולטידזש און אָוווערקעראַנט טנאָים. יבעריק קראַנט לויפן קענען גרונט אָוווערכיטינג, לידינג צו טערמאַל ראַנאַוויי. צו פאַרמייַדן דעם, BMS ינטאַגרייץ עלעקטראָניש פוסעס, רילייז, און קראַנט סענסאָרס צו דעטעקט און פאַרמינערן אַבנאָרמאַל קראַנט טנאָים.

2.2 קורץ-קרייַז פּראַטעקשאַן

א קורץ קרייַז אין די באַטאַרייע פּאַק קענען אָנמאַכן גיך טעמפּעראַטור העכערונג און פּאָטענציעל יקספּלאָוזשאַן. שוץ דעוויסעס אַזאַ ווי הויך-גיכקייַט פוסעס און קרייַז ברעאַקערס זענען ימפּלאַמענאַד צו מיד דיסקאַנעקט פאָלטי סערקאַץ.

2.3 טערמאַל מאַנאַגעמענט און אָוווערטעמפּעראַטור פּראַטעקשאַן

טעמפּעראַטור סענסאָרס עמבעדיד ין באַטאַרייע מאַדזשולז מאָניטאָר היץ לעוועלס. אויב יבעריק טעמפּעראַטורעס זענען דיטעקטאַד, די BMS קענען אַקטאַווייט קאָאָלינג סיסטעמען אָדער פאַרמאַכן די אַפעקטיד סעלז צו פאַרמייַדן אָוווערכיטינג.

2.4 ינסאַליישאַן מאָניטאָרינג

צו פאַרמייַדן ליקאַדזש קעראַנץ און הויך-וואָולטידזש חסרונות, ינסאַליישאַן מאָניטאָרינג דעוויסעס קאַנטיניואַסלי אַססעסס ינסאַליישאַן קעגנשטעל און אַרויסגעבן וואָרנינגז אויב דיטיריעריישאַן איז דיטעקטאַד.

3. מאַכט טראַנסמיסיע ליניע פּראַטעקשאַן

הויך-וואָולטידזש מאַכט קייבאַלז זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דיליווערינג עלעקטריקאַל ענערגיע צווישן די באַטאַרייע, ינווערטער, און מאָטאָר. קרייַז שוץ סטראַטעגיעס אַרייַננעמען:

3.1 אָווערקוררענט פּראַטעקשאַן

הויך-וואָולטידזש רילייז און פוסעס זענען אינסטאַלירן צו דיסקאַנעקט סערקאַץ ווען אַבנאָרמאַל קראַנט ספּייקס פאַלן, פּרעווענטינג קאַבלע אָוווערכיטינג און שעדיקן.

3.2 ערד שולד דעטעקשאַן

ערד חסרונות קענען אָנמאַכן אַנינטענדיד קראַנט ליקאַדזש, פּאָוזינג אַ זיכערקייַט ריזיקירן. ינסאַליישאַן מאָניטאָרינג דעוויסעס דעטעקט ערד חסרונות און צינגל פּראַטעקטיוו שאַטדאַונז אויב דארף.

3.3 עלעקטראָמאַגנעטיק ינטערפיראַנס (EMI) שוץ

מאַכט טראַנסמיסיע שורות קענען דזשענערייט ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס, אַפעקטינג אַרומיק עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ. שילדיד קייבאַלז און פערריטע קאָרעס זענען געניצט צו מינאַמייז EMI יפעקץ.

4. מאַכט מאַנאַגעמענט סיסטעם פּראַטעקשאַן

די מאַכט פאַרוואַלטונג סיסטעם דיסטריביוץ ענערגיע צו פאַרשידן פאָרמיטל קאַמפּאָונאַנץ און ריקווייערז שטאַרק שוץ מעקאַניזאַמז.

4.1 וואָולטידזש רעגולירן פּראַטעקשאַן

דק-דק קאַנווערטערז און אַנבאָרד טשאַרדזשערז דאַרפן סטאַביל וואָולטידזש לעוועלס. שוץ סערקאַץ פאַרמייַדן וואָולטידזש פלאַקטשויישאַנז וואָס קען שעדיקן שפּירעוודיק עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ.

4.2 פאַרקערט פּאָולעראַטי פּראַטעקשאַן

צו באַשיצן קעגן פאַלש באַטאַרייע קאַנעקשאַנז, דיאָדעס און MOSFET-באזירט סערקאַץ פאַרמייַדן פאַרקערט קראַנט לויפן.

4.3 סערדזש פּראַטעקשאַן

וואָולטידזש סערדזשאַז געפֿירט דורך רידזשענעראַטיוו ברייקינג אָדער פּלוצעמדיק מאַסע ענדערונגען קענען שעדיקן עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ. סערדזש סאַפּרעסערז און טראַנזשאַנט וואָולטידזש סאַפּרעסערז (טווס) זענען אנגעשטעלט צו אַרייַנציען יבעריק ענערגיע.

5. מאָטאָר קאָנטראָללער פּראַטעקשאַן

דער מאָטאָר קאָנטראָללער רעגיאַלייץ מאַכט עקספּרעס צו די עלעקטריק מאָטאָר. שליסל שוץ סטראַטעגיעס אַרייַננעמען:

5.1 אָווערקוררענט און אָווערוואָלטאַגע פּראַטעקשאַן

יבעריק קראַנט קענען שעדיקן מאַכט טראַנזיסטערז אין די מאָטאָר ינווערטער. שנעל-אַקטינג קרייַז ברעאַקערס און עלעקטראָניש פוסעס פאַרמייַדן אָוווערקעראַנט טנאָים.

5.2 קורץ-קרייַז פּראַטעקשאַן

קורץ סערקאַץ אין די מאָטאָר פאָר קענען אָנמאַכן שטרענג שעדיקן. ינסאַלייטיד טויער ביפּאָלאַר טראַנסיסטאָרס (IGBTs) און מעטאַל-אַקסייד-סעמיקאָנדוקטאָר פעלד-ווירקונג טראַנסיסטאָרס (MOSFETs) זענען יקוויפּט מיט שולד דיטעקשאַן מעקאַניזאַמז צו פאַרמייַדן אַזאַ פייליערז.

5.3 טערמאַל פּראַטעקשאַן

טעמפּעראַטור סענסאָרס קעסיידער מאָניטאָר היץ דור אין די ינווערטער און מאָטאָר ווינדינגס. אויב אָוווערכיטינג איז דיטעקטאַד, אַקטיוו קאָאָלינג סיסטעמען אָדער מאַכט דעראַטינג סטראַטעגיעס זענען ימפּלאַמענאַד.

6. הויך-וואָולטידזש דק קרייַז פּראַטעקשאַן

הויך-וואָולטידזש דק סערקאַץ דאַרפן ספּעשאַלייזד שוץ רעכט צו זייער יינציק דורכפאַל קעראַקטעריסטיקס.

6.1 אַרק שולד פּראַטעקשאַן

הויך-וואָולטידזש דק סערקאַץ זענען פּראָנע צו קרייַזבויגן חסרונות, וואָס קענען אָנמאַכן שטרענג שעדיקן און פייַער כאַזערדז. אַרק שולד דיטעקשאַן סיסטעמען ידענטיפיצירן ירעגיאַלעראַטיז און דיסקאַנעקט סערקאַץ איידער שעדיקן אַקערז.

6.2 ליקאַדזש קראַנט פּראַטעקשאַן

ליקאַדזש קעראַנץ קענען שטעלן ילעקטראָוקייישאַן ריסקס. רעזידענטשאַל קראַנט דיטעקשאַן דעוויסעס (RCDs) דעטעקט ליקאַדזש קעראַנץ און דיסקאַנעקט סערקאַץ אויב די טרעשכאָולדז זענען יקסידיד.

6.3 אפגעזונדערטקייט פּראַטעקשאַן

הויך-וואָולטידזש אפגעזונדערטקייט באַריערז ענשור אַז געפערלעך וואָולטאַדזשאַז טאָן ניט דערגרייכן נידעריק-וואָולטידזש קאָנטראָל סיסטעמען. גאַלוואַניק אפגעזונדערטקייט טעקניקס ניצן טראַנספאָרמערס און אָפּטאָקאָופּולערז צושטעלן נייטיק צעשיידונג.

7. אַוואַנסירטע פּראַטעקשאַן טעטשנאָלאָגיעס

די קעסיידערדיק אַנטוויקלונג פון NEVs ינטראַדוסיז אַוואַנסירטע שוץ מעקאַניזאַמז:

7.1 אַי-באַזירט פּרידיקטיוו פּראַטעקשאַן

קינסטלעך סייכל און מאַשין לערנען אַלגערידאַמז אַנאַלייז אַפּעריישאַנאַל דאַטן צו פאָרויסזאָגן פּאָטענציעל פייליערז איידער זיי פאַלן, ענייבאַלינג פּראָואַקטיוו קרייַז שוץ.

7.2 סאָליד-שטאַט קרייַז ברעאַקערס

טראַדיציאָנעל מעטשאַניקאַל ברייקערז זענען ריפּלייסט דורך האַרט-שטאַט קרייַז ברייקערז, פאָרשלאָגן פאַסטער ענטפער צייט און ימפּרוווד רילייאַבילאַטי.

7.3 ווירעלעסס פּראַטעקשאַן סיסטעמען

ווירעלעסס סענסאָרס און IoT-באזירט שוץ סיסטעמען געבן פאַקטיש-צייט מאָניטאָרינג און ווייַט דיאַגנאָסיס, ימפּרוווינג זיכערקייַט און עפעקטיווקייַט.

8. מסקנא

די קאַמפּלעקסיטי פון נעוו עלעקטריקאַל אַרקאַטעקטשערז דאַרף שטאַרק קרייַז שוץ סטראַטעגיעס צו ענשור זיכערקייַט און רילייאַבילאַטי. דורך ימפּלאַמענינג פולשטענדיק שוץ מעקאַניזאַמז, אַרייַנגערעכנט אָווערקוררענט שוץ, טערמאַל פאַרוואַלטונג, ינסאַליישאַן מאָניטאָרינג, און אַוואַנסירטע אַי-געטריבן שולד דיטעקשאַן, די ריסקס פֿאַרבונדן מיט הויך-וואָולטידזש פּאָווערטראַינס קענען זיין מינאַמייזד. ווי טעכנאָלאָגיע אַדוואַנסיז, צוקונפֿט נעווס וועט נוץ פון אפילו מער סאַפיסטאַקייטיד שוץ סיסטעמען, ווייַטער ענכאַנסינג זייער זיכערקייַט און פאָרשטעלונג.