電動汽車用保護元件測試與認證
產業服務
設計研發概念有別於傳統油車的電動汽車,在電子化的需求下,保護元件的安全性更需嚴謹以待。UL 標準針對熱敏電阻、突波保護器與保險器等身肩不同保護任務的三大零組件,已有相應的標準字號及要求,幫助製造商在將產品推入市場前能有所依循,並透過測試取得符合性認證。
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炙手可熱的電動車 (electric vehicles, EV),雖然設計研發的概念有別於傳統的油車,且整車打造所需的總零件數也相對變少,然而其因為電子化的需求,針對某些必要的零組件,尤其是「保護性」元件,則在安全方面更不得輕忽。
由於這些用在電動車的電子元件被歸類為另一特定領域,因此 UL 企業旗下主責於標準發展的非營利組織 ── UL Standards & Engagement 遂依據安全科學研究,融合產業利益相關者等各方的不同意見,率先發展了相應的安全標準,有助業者在將產品推入市場前能夠有所依循,並得以透過測試管道取得符合性認證,使產品的競爭力擁有優於同業的立足點。
我們針對在電動車系統中,擔任不同保護功能的熱敏電阻、突波保護器與保險絲等三類至為重要的元件,各訂有評估標準要求。一旦元件通過實驗室進行的相應測試並確認符合要求,即能獲得 UL 認可元件標誌 (UL Recognized Components Mark),以在市場上增加利於銷售的辨識度。
一、UL 1434A ── 電動汽車用熱敏電阻認證標準
電動車的發展,正促使汽車元件邁向電子化,因此向來對安全及可靠要求甚高的汽車供應鏈來說,即有其必要對於保護元件制定相關標準,來因應汽車嚴苛的使用情境。
於是有了全球第一本專門針對電動汽車用熱敏電阻的標準 (Thermistor- Type Devices for Use in Electric Vehicles) ── UL 1434A 的問世。
一般而言,熱敏電阻的應用可包含過電流保護、溫度保護、抑制突波電流,同時會被當作加熱器和馬達啟動器的使用。UL 1434A 標準主要針對用在能源車中的熱敏電阻,訂有一系列的評估要求,其中不僅涵蓋原來專用於熱敏電阻 (Thermistor-Type Devices) 的 UL 1434 標準安全評估要項,亦整合了汽車業界對於熱敏電阻元件的可靠度評測標準 ── AEC-Q200 專案,以規範電性、耐溫濕循環、結構強度 (震動及耐衝擊)、靜電放電等測試項目。
UL 1434A 標準的出版,將能使熱敏電阻元件製造商,透過符合 UL 標準要求提升元件安全性能及可靠度水準,有助產品更快切入電動車供應鏈。
二、UL 1449A ── 電動汽車用突波保護器認證標準
汽車行駛過程中,瞬態突波可能會對電子設備造成永久的損壞。為保護汽車電子設備免受損壞,設計工程師必須對交流發電機內的主要電氣突波來源格外重視,如開關負載、瞬態電壓衝擊、靜電放電和其他產生極高電壓的情況,皆需在電路中置入相對應的突波保護元件。
針對此一應用,UL 1449A 電動汽車突波保護器 (Electric Vehicle (EV) Surge Protective Devices) 標準為全球第一本專用安全規範。
該標準主要是針對突波保護器額定電壓不超過 1000 Vac 或 1500 Vdc 的關鍵性元件,如壓敏電阻、氣體放電管或 SADs,制定了一系列的可靠度測試評估要求,其測試條件相當於目前汽車產業針對被動性元件的可靠度評測標準 AEC-Q200,再整合原來突波保護用的 UL 1449 標準中對瞬態突波的評估。
一旦這類的保護元件通過 UL 1449A 的符合性測試與認證後,不論在性能安全或是性能品質上,能為終端使用客戶帶來更大的信心。
三、電動汽車用保險絲
對於電動汽車而言,常態性的各儲電放電設備一旦發生非設計性、非目的性的放電行為,將可能對電子設備造成損傷,甚者可能導致汽車功能的故障並產生安全疑慮。為保護汽車電子設備以及整車用電安全,於是我們必須更加審慎考量各儲電放電設備的非設計性、非目的性放電情況,必要時亦要有斷流保護機制。
UL 248-20 電動汽車用保險絲標準 (Low-Voltage Fuses – Part 20: Electric Vehicle (EV) Fuses) 正成為全球第一本專門評估純電動車和各類油電混合車保險絲安全的標準。
考量電動汽車的行駛場域,該標準會對保險絲進行模擬天氣評估、模擬行車過程中震動衝擊評估、以及援用其它 UL 標準做傳統的電性能評估。一旦這些保險絲通過 UL 248-20 標準的符合性評估與認證後,將可獲市場更高的信賴,因為這代表其在性能安全或是性能品質方面,具備一定的水準。
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