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电池系统短路设计2-熔丝设计考虑

导读: 熔丝设计需要做大量的实验,还需要和整车的实际工作情况做匹配。如果做不好,要么保护不起作用,要么经常性熔断。

接很早之前写的文章《电池系统短路保护层级考虑》,在前面提及短路保护法规和实验要求与设计概念以后,我们需要进行设计值和实验的确认。

1)熔丝的分层细化

分级熔断防护主要是把整个电池包的短路分为四层

电池单体熔丝:在多电池并联的时候,防止电池内短路时,并联电池电流倒灌所有并联电池外短路 。如前文所述,电池单体熔丝可以做到电池里面、电池Tab上面和电池极柱与母线连上

电池模组熔丝:这一层主要是防止模组级别的短路,现在挺多公司予以省略了。

电池系统熔丝:一般也称为Half Pack熔丝,防止电池系统外部短路的目的

整车用电负载熔丝:由于外部的用电负荷比较多,在分解用电部件之后,主熔丝需要放在刀刃上,所以需要给配电部分配置单独的熔丝予以考虑

电池系统短路设计2-熔丝设计考虑

图1 单体熔丝与模组熔丝

电池系统短路设计2-熔丝设计考虑

图2 模组熔丝和电池系统熔丝

2)熔丝设计考虑-熔丝考虑

保护设备的时间-电流曲线需要考虑两部分,

正常运行区域(绿色阴影部分):在该电路设计区域内,熔丝允许放电电流通过。正常运行区域必须位于保护器件的时间电流曲线左侧。

电流异常区域(红色阴影部分),此时熔丝需要动作,断开电池与外部系统的连接,应位于保护设备时间-电流曲线的右侧。

短路时间持续时间应大约为几十毫秒,确保电池尽快与故障隔离。

熔丝设备打开的时间越长,电池在短路阶段释放的能量能量就越多,可能导致设备损坏,甚至引发相关导电部件发热。

短路电流随电池状态的不同而不同,在不同SOC和EOL状态下,在设计中需要考虑这个。

电池系统短路设计2-熔丝设计考虑

图3 短路设计考虑

在实际的考虑中,需要把参数进行转化。图4其实还少了一个专用车载熔丝,这个熔丝熔断会和接触器和整包熔丝之间,最主要的工作就是在这几个不同的熔断对时间的曲线里面,我们是通过设计不同的熔丝的规格,然后进行分析、测定。

电池系统短路设计2-熔丝设计考虑

图4 多层级保护描述

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