电动车的空气开关使用

四川办事处

本帖最后由 四川办事处 于 2013-9-20 20:28 编辑

这几天有很多关于空气开关与电动车的讨论，然后就诞生了所谓的理论派和实践派，川办是被划在了理论派，实践派人气明显很足啊，什么理论在实践派眼里都不如所谓的“实践”，但在川办眼里，基本原理都不明白的“实践”那不是实践，那是笑话。你一定要用抽水机的水往高处流来证明万有引力定律的错误，就只能抽自己的水了。



空气开关的工作原理就是电流形成空气热膨胀，把开关推成断路。这里我们必须明白三点：
1、空气热膨胀是随电流产生而产生，并非是短路才有空气热膨胀；
2、当电流超过一定值时，空气热膨胀的力量才足够把开关推成断路；
3、这个空气热膨胀是一个物理的过程，时间是毫秒级左右，质量最好的空开在短路时，也要几十毫秒左右完成推断。
4、当推开的一瞬间，簧片之间有电弧，好的空开一定是有好的灭弧装置，差的就不用管这个了。


知道这三点，我们就可以明白什么才是好空开。好的空开一定是在标注电流附近跳开，比如，标60A，到60.1A就跳，这就好，这才能起到保护作用，哦60A标值，到100A才跳，那你买空开做什么呢。好的空开，跳开速度快。好的空开，触点寿命长，不跑气儿，保证在规定寿命时间内无飘移。大家去二手市场看一下，空开是二手市场中最多的电子产品了，为什么呢？因为在空开的使用上，我们是以时间和开关次数来决定寿命的，在工业上，超过时间与开关次数后，这个空开就不能用了，不用去测试，这是铁的纪律。小日本最坏，大量的淘汰空开以只算内部废铜量的价格卖到我们中国，三菱重工，小日本的军工厂，空开规定1年或20次开关后淘汰，磁断器、热断器、继电器也都是这样，价格比你拿国内的二手货还低很多，为什么？去淘宝上找一下这些二手货，你会发现，要找进口二手货容易，国产二手货少，进口二手货比国产二手货价格还低，他们就是希望我们用这些垃圾后产生损失。国产二手货就更不说了，十年不换，换下来的，标的60A，你整到200A也不一定跳。没文化要挨打啊，中国人，醒来吧，对这些鬼子的洋垃圾说NO。

再来说一下电动车，从电池出来线分了两条路，一路是电门锁，一路是控制器。所以，安放空开的位置有三个，第一个位置是在分路以前，在这里设关卡，管后面两个分路；第二个位置是电门锁分路上，这里设关卡，只管这条分路，不管另一条分路；第三个位置是在到控制器的正线分路上，这里设关卡，也是只管这里，不管电门锁分路。这个图太简单，我就不画了。


如果是在第一个位置，无论是大线短路还是小线短路，这个空开都可会跳开，但要大小电流都跳，这不现实。大线供电是几十安级的电流，小线供电是只有1A左右（不考虑什么氙气灯，气笛什么的），你不可能只买个几安的空开，一起步就跳闸吧，你只能是保大线供电的几十安限流，至少要比限流大。

如果是在第二个位置，这个位置可以分为去控制器和去DC两条路，控制器全部小线的电都从这里走，就看你电锁电流最大是多少了，但这里只保护DC或是小线短路跳闸。比如，你的电门锁线上加控制器工作电源电流和灯光、喇叭用电，最大1.5A，你用3A的空开就可以了，不过，一般不会在这里独立用空开，因为花钱嘛。另外，控制器内部在电门锁进线后有限流，短不了路，最多就是电流大啦，最后烧电源。当然，有垃圾控在这里的限流不合理，电源元件半天烧不断，只有烧小线了。

如果是在第三个位置，我就不多讲，有人实验，还搞自拍，短小线，等这个位置空开跳，真的是很可笑的事。

在第一个位置上设计空开，好处，不管大线还是小线短路，这里都可以跳，缺点，线路不好走，电池出来到空开，空开下去到总线，总线再分上来去控制器，很少有厂家这样做，但真正的空开位置却应该在这里。


在第二个位置设空开，只会小线短路跳空开，管不了大线，只有行家在这里会多设一个空开来配合另两个位置。


在第三个位置上设计空开，好处，线路好走，电池出来总线，分路上来空开，空开出来到控制器。坏处，小线短路，空开不跳。

有个人说，他实验了，30A空开，60A都不一定跳，所以，如果50A限流，买个30A更有利于保护小线短路。呵呵，他的空开不是质量差就是二手货废品，这不是空开，是空不开了。

空开在电动车上只有一个作用，保护在短路时不会烧线路。注意，空开绝对保护不了MOS管，为什么呢？因为空开是毫秒级才跳开，而MOS管的损坏就是微秒级的事，毫秒和微秒的关系是什么呢，是1000倍的关系，从短路开始到空开跳开，这个时间足够MOS管烧1000次了。


为什么限流40A时，我们建议用60A空开呢？

上面我讲了，空开不能保护短路时烧MOS管，只能是保护线路不烧，而短路时，电流的上升是微秒级的，20个微秒的短路，电流就上千安了，那很快的，我们的控制器的程序会在几个微秒的时间内发现这个短路，然后关闭驱动，终止短路，这就不会再扩大损失了，当然，控制器设计不好，可能几十个微秒还无法关闭驱动，那就会烧成炭了，等空开跳开时，控制器内早就大火熊熊了。但这也不用太但心，只要控制器的密封好，内部可供燃烧的空气会很快用完。所以，你就会发现，所有的控制器都是铝壳密封，但也有打个洞安风扇的，还有打洞干其它事的，一但短路烧板，那是野火烧不完，春风吹助燃

再回头来认识一下空气开关，当电流小于空开标值时，空气就已经膨胀，只是膨胀还没有达到顶开触点的力量，但是触点的接触力已经在减小了，这会使触点的接触电阻增加，触点发热氧化。电动车的骑行是一个颠簸环境，这也会造成触点的接触力发生变化。这些都是空开在过接近标值电流时的不稳定因素。在骑行中，空开跳开，是容易烧控制器的，原理我这里不分析了。所以，我们应该选择标值更大的空开来减少空开的发热和减少误跳空开损坏控制器。

而保护线路在短路时不烧，多几十安电流上升的时间（也就是多百万之分一秒的事）根本不是什么问题。




总结，如果控制器的限流小，一般50A以下，可以只在电池出来还没有分岔路时设置空开，空开的标值一定要比控制器限流大20%以上，而且要买新的质量好的空开。如果控制器限流很大，除了在位置一或位置三用一个空开外，还要再在位置二（去到电门锁的分岔路上）上加一个小电流空开。