電氣防火限流式保護(hù)器在電動(dòng)自行車充電樁中的應(yīng)用

XUBOXL-BH電氣防火限流式保護(hù)器，威海旭寶電子技術(shù)有限公司

1、概述

鉛酸蓄電池具有成本低、可靠性好、原材料易獲得等優(yōu)點(diǎn)，目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)電動(dòng)自行車使用鉛酸蓄電池。隨著鉛酸蓄電池電動(dòng)自行車使用量的不斷上升，電動(dòng)自行車引起的火災(zāi)也呈逐年上升趨勢(shì)，并造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)80%以上的電動(dòng)自行車火災(zāi)發(fā)生在充電過(guò)程中，其中亡人火災(zāi)幾乎全都發(fā)生在車輛停放或充電時(shí)，故探究電動(dòng)自行車充電過(guò)程的起火機(jī)理對(duì)預(yù)防電動(dòng)自行車火災(zāi)有重要意義。

2、鉛酸蓄電池充電過(guò)程起火機(jī)理

1）鉛酸蓄電池?zé)崾Э匾l(fā)火災(zāi)：熱失控是指鉛酸蓄電池的電流和溫度發(fā)生積累的互相增強(qiáng)的作用，并導(dǎo)致蓄電池的損壞的過(guò)程。充電過(guò)程的電化學(xué)反應(yīng)釋放熱能和充電電流的形成的電池發(fā)熱共同導(dǎo)致熱量聚集，當(dāng)熱能發(fā)生速度大于蓄電池的熱耗散速度時(shí)，蓄電池溫度上升超過(guò)環(huán)境溫度，蓄電池溫度升高會(huì)導(dǎo)致充電電流增加，這又引起蓄電池溫度升高，繼而發(fā)生惡性循環(huán)，導(dǎo)致熱失控。蓄電池?zé)崾Э厝菀自斐呻姵夭垠w軟化，電池殼體破裂或極柱密封不嚴(yán)，導(dǎo)致內(nèi)部電解液漏出形成電池正負(fù)極間外部短路進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。

2）鉛酸蓄電池內(nèi)部短路起火：鉛酸蓄電池的zui小單元為電壓2V的單格電池，數(shù)個(gè)單格電池串聯(lián)成到所需電壓的蓄電池，鉛酸蓄電池的內(nèi)部短路指鉛酸蓄電池內(nèi)部單格電池的正負(fù)極群之間發(fā)生連接、觸碰。主要原因有①：隔板質(zhì)量不好或破損，使極板活性物質(zhì)穿過(guò)，致使正負(fù)極板虛接或直接接觸。②隔板竄位致使正負(fù)極板相連。③極板上的活性物質(zhì)脫落后沉淀在電池的底部形成“導(dǎo)電層”，“導(dǎo)電層”厚度增加至接觸正負(fù)極板的下緣時(shí)，致使正負(fù)極板相連。④蓄電池密封不嚴(yán)，正負(fù)極板因外來(lái)導(dǎo)電物體進(jìn)入而發(fā)生相連。⑤焊接極群和裝配時(shí)有“鉛流”、“鉛豆”殘留在正負(fù)極板間，充放過(guò)程導(dǎo)致隔板破損形成正負(fù)極相連。

3）過(guò)充電導(dǎo)致氫爆炸：當(dāng)充電過(guò)程電化學(xué)反應(yīng)持續(xù)點(diǎn)解水產(chǎn)生大量氫氣并不斷釋放，蓄電池中或空氣中的含氫量積累至爆炸極限時(shí)，遇到點(diǎn)火源就會(huì)形成爆炸。當(dāng)存在以下情況時(shí)蓄電池的爆炸幾率大幅上升：①過(guò)充電，②蓄電池內(nèi)部極柱、穿壁焊等處存在虛焊點(diǎn)，③充電電流過(guò)大。正常的充電過(guò)程中，如果蓄電池存在排氣孔堵塞問(wèn)題，鉛酸蓄電池負(fù)極析出的大量氫氣會(huì)先造成電池爆裂，爆裂引起蓄電池震動(dòng)，極柱接線不牢產(chǎn)生火花，從而形成氫氣爆炸，引發(fā)火災(zāi)等安全事故。

4）充電器電路老化、磨損導(dǎo)致短路：①由于老化、纏繞、拉扯等原因造成絕緣層損傷形成充電器電源線、輸出線短路；②連接方式不當(dāng)，線路受擠壓、扭曲變形、磨損等原因造成絕緣層龜裂、導(dǎo)體裸漏形成蓄電池組內(nèi)單個(gè)蓄電池之間線路短路；③插頭插座處發(fā)生短路。

5）充電器內(nèi)部故障導(dǎo)致充電回路短路：充電器常見(jiàn)故障有保險(xiǎn)絲熔斷，整流二極管被擊穿，電容鼓包，其中整流二極管，電源濾波電容，開(kāi)關(guān)功率管，電源管路芯片屬于易損件，長(zhǎng)期使用時(shí)損壞的概率可達(dá)95%以上。

6）充電回路之外電氣線路起火：在關(guān)閉電動(dòng)車電源總開(kāi)關(guān)后，蓄電池與控制器之間、控制器到電源總開(kāi)關(guān)之間的線路、連接防盜器的線路及聲光報(bào)警裝置仍處在帶電狀態(tài)，仍有可能引發(fā)電氣火災(zāi)。

3、XUBOXL-BH電氣防火限流式保護(hù)器

      XUBOXL-BH電氣防火限流式保護(hù)器，采用的是非機(jī)械式開(kāi)關(guān)原件，采用高速運(yùn)算CPU，快速采樣線路中的電流，當(dāng)檢測(cè)到短路時(shí)，可以快速進(jìn)行限流，速度為微秒級(jí)，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的機(jī)械式觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的切斷速度。

      XUBOXL-BH電氣防火限流式保護(hù)器，可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、 切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

4、XUBOXL-BH電氣防火限流式保護(hù)器功能特點(diǎn)：

·微秒級(jí)極速限流保護(hù)

·過(guò)負(fù)荷保護(hù)

·過(guò)溫保護(hù)

·實(shí)時(shí)檢測(cè)用電回路的電壓、電流、頻率、漏電、溫度等

·具有故障電弧檢測(cè)功能（選配）

·中文液晶顯示，顯示信息直觀豐富

·控制保護(hù)功能（可遙控、也可手動(dòng)控制）

·傳感器故障聲、光報(bào)警

·被監(jiān)測(cè)參數(shù)越限聲、光報(bào)警

·一鍵消音（新的報(bào)警自動(dòng)重新啟動(dòng)）

·自檢功能（對(duì)裝置自身功能檢測(cè)）

·GPRS/WIFI/RS485通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

·體積小巧安裝方便（標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝）

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