電池系統(tǒng)短路設(shè)計(jì)2-熔絲設(shè)計(jì)考慮

接很早之前寫的文章《電池系統(tǒng)短路保護(hù)層級(jí)考慮》，在前面提及短路保護(hù)法規(guī)和實(shí)驗(yàn)要求與設(shè)計(jì)概念以后，我們需要進(jìn)行設(shè)計(jì)值和實(shí)驗(yàn)的確認(rèn)。

1）熔絲的分層細(xì)化

分級(jí)熔斷防護(hù)主要是把整個(gè)電池包的短路分為四層

電池單體熔絲：在多電池并聯(lián)的時(shí)候，防止電池內(nèi)短路時(shí)，并聯(lián)電池電流倒灌所有并聯(lián)電池外短路 。如前文所述，電池單體熔絲可以做到電池里面、電池Tab上面和電池極柱與母線連上

電池模組熔絲：這一層主要是防止模組級(jí)別的短路，現(xiàn)在挺多公司予以省略了。

電池系統(tǒng)熔絲：一般也稱為Half Pack熔絲，防止電池系統(tǒng)外部短路的目的

整車用電負(fù)載熔絲：由于外部的用電負(fù)荷比較多，在分解用電部件之后，主熔絲需要放在刀刃上，所以需要給配電部分配置單獨(dú)的熔絲予以考慮

圖1 單體熔絲與模組熔絲

圖2 模組熔絲和電池系統(tǒng)熔絲

2）熔絲設(shè)計(jì)考慮-熔絲考慮

保護(hù)設(shè)備的時(shí)間-電流曲線需要考慮兩部分，

正常運(yùn)行區(qū)域（綠色陰影部分）：在該電路設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，熔絲允許放電電流通過。正常運(yùn)行區(qū)域必須位于保護(hù)器件的時(shí)間電流曲線左側(cè)。

電流異常區(qū)域（紅色陰影部分），此時(shí)熔絲需要?jiǎng)幼?，斷開電池與外部系統(tǒng)的連接，應(yīng)位于保護(hù)設(shè)備時(shí)間-電流曲線的右側(cè)。

短路時(shí)間持續(xù)時(shí)間應(yīng)大約為幾十毫秒，確保電池盡快與故障隔離。

熔絲設(shè)備打開的時(shí)間越長(zhǎng)，電池在短路階段釋放的能量能量就越多，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至引發(fā)相關(guān)導(dǎo)電部件發(fā)熱。

短路電流隨電池狀態(tài)的不同而不同，在不同SOC和EOL狀態(tài)下，在設(shè)計(jì)中需要考慮這個(gè)。

圖3 短路設(shè)計(jì)考慮

在實(shí)際的考慮中，需要把參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。圖4其實(shí)還少了一個(gè)專用車載熔絲，這個(gè)熔絲熔斷會(huì)和接觸器和整包熔絲之間，最主要的工作就是在這幾個(gè)不同的熔斷對(duì)時(shí)間的曲線里面，我們是通過設(shè)計(jì)不同的熔絲的規(guī)格，然后進(jìn)行分析、測(cè)定。

圖4 多層級(jí)保護(hù)描述