ฟิวส์ที่ผ่านการรับรอง AEC-Q200 มีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมของยานยนต์

ฟิวส์ถูกใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่จำเป็นตั้งแต่เริ่มมีระบบไฟฟ้าแสงสว่างในปลายศตวรรษที่ 19 ช่วยป้องกันอุปกรณ์จากข้อผิดพลาด เช่น การลัดวงจรที่เกิดขึ้นที่โหลด ด้วยการขัดจังหวะการไหลของกระแสไฟฟ้า การขัดจังหวะนี้สามารถป้องกันสายไฟ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และโหลดจากความเสียหายร้ายแรง ดังนั้นฟิวส์จึงสามารถลดความเสี่ยงต่อสภาพความผิดพลาดที่อาจก่อให้เกิดการบาดเจ็บต่อบุคคลและทรัพย์สินได้

การป้องกันของฟิวส์นั้นมีประโยชน์อย่างยิ่งต่อตลาดยานยนต์ที่กำลังเติบโตและความต้องการรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ที่เพิ่มขึ้น ด้วยการแปลงพลังงาน EV และระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มมากขึ้น การป้องกันวงจรจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นในการปกป้องอุปกรณ์จำนวนมากมายที่อยู่ใน EV

ฟิวส์รถยนต์

ฟิวส์รถยนต์ทั่วไปทำงานโดยการหลอมจุดเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า การอาร์กจะเกิดตามมา เปลี่ยนจุดเชื่อมต่อให้เป็นวงจรเปิด พัลส์กระแส (ขนาด รูปร่าง และเวลา) อุณหภูมิโดยรอบ และคุณลักษณะของฟิวส์จะกำหนดอุณหภูมิภายในส่วนประกอบฟิวส์ที่เกิดเหตุการณ์นี้ กราฟกระแสเวลา (เรียกว่า TCC) ที่กระแสฟิวส์พิกัดต่างกัน ช่วยกำหนดเวลาขัดจังหวะที่กระแสที่กำหนด พร้อมกับพลังงานหลอมละลาย (I² x t โดยที่ I คือกระแส และ t คือเวลา) ช่วยกำหนด ฟิวส์ที่เหมาะกับการใช้งาน ฟิวส์รถยนต์มีการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของอุตสาหกรรม ในทศวรรษ 1960 มีการใช้ฟิวส์หลอดแก้วกันทั่วไป ปัจจุบันมีการใช้ฟิวส์ใบมีดที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ฟิวส์เหล่านี้ส่วนใหญ่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว (ในไม่กี่มิลลิวินาที) ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีในการป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน แต่ไม่ใช่สำหรับมอเตอร์เนื่องจากมีกระแสพุ่งเข้าสูงเมื่อสตาร์ทเครื่อง ฟิวส์เป่าช้าได้รับการพัฒนาสำหรับการใช้งานนี้ ซึ่งเวลาตอบสนองสามารถอยู่ในลำดับหลายวินาที ข้อกำหนดคุณลักษณะอื่นๆ บางประการสำหรับฟิวส์ที่ใช้ในการใช้งานด้านยานยนต์ ได้แก่ :

• คาดว่าจะมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นถึง 800 V สำหรับบัสที่กำลังเปลี่ยนในเร็วๆ นี้ ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีพิกัดที่เกิน 1,000 V โดยให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการปล่อยอาร์กที่สร้างขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ เพื่อป้องกันความเสียหายของวงจร
• มีความน่าเชื่อถือสูงเนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงจากความล้มเหลว
• ช่วงอุณหภูมิแวดล้อมกว้างมาก ฟิวส์ที่ใช้ในห้องเครื่องสามารถเผชิญกับอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -40°C ถึง +150°C หรือกว้างกว่านั้น
• ขนาด น้ำหนัก และฟอร์มแฟคเตอร์เป็นเป้าหมายสำคัญในการลดขนาดส่วนประกอบทั้งหมดที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า โดยได้รับแรงหนุนจากความต้องการเพิ่มประสิทธิภาพของยานพาหนะและระยะในการชาร์จแบตเตอรี่ที่กำหนด
• ความต้านทานการสั่นสะเทือนเป็นข้อกำหนดสำคัญเนื่องจากสภาพถนนและรูปแบบการขับขี่ที่แตกต่างกัน

มาตรฐานยานยนต์ AEC-Q200

ไครสเลอร์ ฟอร์ด และเจนเนอรัล มอเตอร์ส ก่อตั้งสภาอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ (AEC) ในปี 1990 เพื่อสร้างระบบคุณภาพทั่วไปและรวมมาตรฐานคุณสมบัติชิ้นส่วนสำหรับการใช้งานในยานยนต์ มาตรฐาน AEC-Q200 ครอบคลุมคุณสมบัติการทดสอบภาวะเค้นสำหรับส่วนประกอบแบบพาสซีฟ Rev D รุ่นก่อนหน้านี้ของ AEC-Q200 ซึ่งเปิดใช้งานตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2010 ครอบคลุมส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ หม้อแปลง ตัวสะท้อนกลับ คริสตัล ฟิวส์แบบรีเซ็ตได้ เทอร์มิสเตอร์ และวาริสเตอร์ มาตรฐานนี้ครอบคลุมประเภทความเค้นหลักสองประเภทสำหรับองค์ประกอบเชิงรับ:

• ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม: ซึ่งรวมถึงการหมุนเวียนของอุณหภูมิ อิทธิพลของความชื้น การจัดเก็บที่อุณหภูมิสูง และการทดสอบอายุการใช้งานที่อุณหภูมิสูง
• ความเครียดทางกายภาพ: รวมถึงการสั่นสะเทือน การกระแทกทางกล ความสามารถในการบัดกรี และความต้านทานต่อความร้อนจากการบัดกรี การติดไฟได้ ความแข็งแรงของขั้วต่อ และความต้านทานต่อตัวทำละลาย

การอัปเดต Rev E เป็น AEC-Q200 ซึ่งเปิดตัวในเดือนมีนาคม 2023 เพิ่มข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสำหรับฟิวส์ ดังที่แสดงในรูปที่ 1 Rev E มีรายการการทดสอบความเครียดที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมทั้งปัจจัยความเครียดทางสิ่งแวดล้อมและทางกายภาพที่กล่าวถึงข้างต้น

รูปที่ 1: การแสดงการทดสอบความเครียด AEC-Q200 Rev E ที่ระบุสำหรับฟิวส์ (ที่มาของภาพ:Littelfuse)

ดังที่แสดงในรูปที่ 1 สภาวะความเครียด AEC-Q200 Rev E นั้นเข้มงวดกว่าการทดสอบที่ไม่ใช่ยานยนต์ทั่วไป ขณะนี้มีการเพิ่มการทดสอบที่สำคัญบางอย่าง เช่น การทดสอบอายุการใช้งาน 1,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่ระบุ วิธีทดสอบฟิวส์จำเป็นต้องมีการวัดความต้านทานก่อนเกิดความเครียดและหลังเกิดความเครียด รวมถึงความสามารถในการรองรับกระแสไฟและการทดสอบโอเวอร์โหลดที่ทำหลังเกิดความเครียด เป้าหมายของ AEC-Q200 Rev E คือการจัดหามาตรฐานทั่วไปที่ผู้ผลิตสามารถใช้เพื่อออกแบบและทดสอบฟิวส์ที่ใช้ในตลาดยานยนต์

ฟิวส์ที่ผ่านการรับรอง Littelfuse AEC-Q200 Rev E

Littelfuse มีประวัติอันยาวนานในการพัฒนาและผลิตฟิวส์ยานยนต์ มีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ฟิวส์สำหรับยานยนต์ครั้งแรกในช่วงทศวรรษที่ 1930 และฟิวส์ใบมีด ATO^® ที่ทำงานเร็วถือเป็นมาตรฐานสากล Littelfuse มีส่วนร่วมในการพัฒนาการทดสอบความเครียดคุณสมบัติ Rev E สำหรับฟิวส์ เนื่องจากการทดสอบคุณสมบัติภายในสำหรับฟิวส์ยานยนต์นั้นสอดคล้องกับ AEC-Q200 Rev E แล้ว

รูปที่ 2 แสดงช่วงของฟิวส์ที่ผลิตโดย Littelfuse สำหรับการใช้งานในยานยนต์ มีรูปทรงที่หลากหลาย เช่น รูทะลุ ติดตั้งบนพื้นผิว และคาร์ทริดจ์

รูปที่ 2: แสดงกลุ่มฟิวส์ที่ผ่านการรับรอง Littelfuse AEC-Q200 สำหรับการใช้งานในยานยนต์ (แหล่งที่มาภาพ: Littelfuse)

ด้านล่างนี้คือรายการรายละเอียดเกี่ยวกับฟิวส์บางรุ่นที่ผ่านการรับรอง AEC-Q200:

• ซีรีส์ คาร์ทริดจ์ 828 มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V_DC โดยมีพิกัดการขัดจังหวะ 10 kA ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด มีเป้าหมายสำหรับ OBC และ PDU
• ซีรีส์ติดตั้งบนพื้นผิว 885 Nano2^® มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 500 V_DC โดยมีพิกัดการขัดจังหวะ 1,500 A ที่ 350 V_DC ฟิวส์ขนาดกะทัดรัดเหล่านี้สามารถใช้กับชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ตัวแปลง BMS และ HV DC/DC
• ซีรีส์ฟิวส์ชิปฟิล์มบางแบบติดตั้งบนพื้นผิว 437A มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 32 V_DC ถึง 125 V_DC และพิกัดการขัดจังหวะ 50 A ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ด้วยขนาดที่เล็กและเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว สิ่งเหล่านี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันวงจรทุติยภูมิของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ขนาดกะทัดรัด เช่น ไฟหน้า LED ระบบนำทาง จอแสดงผล TFT ฯลฯ
• ตัวเซรามิกเจาะรูทะลุพิคอย^® 521 ซีรีส์นี้เป็นฟิวส์ที่ทำงานเร็วมากในแพ็คเกจย่อยขนาดเล็กที่ประหยัดพื้นที่ พิกัดแรงดันไฟฟ้าคือ 75 V โดยมีพิกัดกระแสไฟฟ้าขัดจังหวะ 300 A ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด สามารถใช้สำหรับการป้องกัน BMS

สรุป

EV ต้องการส่วนประกอบและโมดูลการแปลงพลังงานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น ฟิวส์มีบทบาทด้านความปลอดภัยที่สำคัญ ไม่เพียงแต่สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ สายไฟ และอุปกรณ์ที่ฟิวส์ปกป้องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบุคลากรที่ควบคุมยานพาหนะด้วย การรวมฟิวส์ไว้ในมาตรฐานคุณสมบัติ AEC-Q200 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้ตรงตามมาตรฐานเดียวกัน Littelfuse มีฟิวส์ที่ผ่านการรับรอง AEC-Q200 หลายประเภท ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการใช้งานการป้องกันกระแสเกินของ EV ได้หลากหลาย