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谈谈电池PACK模组的短路维护

电池包(Pack)的短路安全性,越来越受到消费者的重视。除了pack层极的短路保护之外,模组层级也需要考虑短路保护设计,GBT31485对模组的短路也有要求。

电池包(Pack)的短路安全性,越来越遭到顾客的注重。除了pack层极的短路维护之外,模组层级也需求考虑短路维护规划,GBT31485对模组的短路也有要求。这儿咱们共享一些模组短路维护的思路,抛砖引玉。

模组的短路包括模组的高压衔接外短路与采样线短路两种常见状况。

1. 模组的高压衔接外短路

模组的短路损害办法可分为两种,一种是短时间的短路,一种是长期的短路。

(1)模组的短时间的外短路,即外部在短时间短路时,模组的一切电芯都都处于短路回路中,依据模组的电压、DCR与短路电阻(如测验设备电阻等)核算,短路电流常到达3000~5000A。在很短的时间内,模组内部会发生很多的热,假如规划上不做维护,电芯很简单呈现防暴阀翻开,乃至起火的安全危险。

针对这种状况,能够在每个Cell的内部规划一个Fuse(国外有针对每个电芯焊接一个Fuse的规划,国内也有针对每个电芯配一个贴片Fuse的规划,详细方式能够有很多种),在短路瞬间,断开电流回路,起到短路维护的效果。(也有选用PTC进行维护的计划,温度升高时电芯电阻猛增,然后约束大的短路电流。)

(2)模组长期的短路,上面咱们现已说到,经过电芯的fuse,当模组短路时,能够断开回路,是否意味着pack体系因为电流回路的断开就安全呢?实际上并不是这样的。这一点简单被忽视掉。

咱们先讲电芯fuse断开的状况,依据下图所示,模组短路时,电流回路现已断开,即Fuse2由通路转为开路(短路时,一般会有其间一串先断开,很少有多串一起断开的状况),因为外短路的衔接,Cell2的外部构成一个UCell1+Ucell2+UcellX的电压,这个反向电压或许会对电芯内部进行电解,一起累积热量,当热量到达必定长度后,电解发生的气体将突破防暴阀,简单呈现起火现象。

阐明:以上的Fuse1是指Cell内部的稳妥部件,在电芯短路时会断开电芯与外界的衔接。 Fuse1Cell1Fuse2Cell2Fuse3Cell3+_U反=UCell1+Ucell2+UcellX外部短路部件 短路后,新的电压回路

这儿需求留意,模组的电压一般都比较低,反向电压对电芯的损坏较小,而在pack体系中,该反向电压会很大,损害会更杰出。

别的一种是电芯外部添加fuse的规划计划,比方在模组的busbar上规划单薄的过流界面。模组短路时,busbar会熔断,然后起到短路断开功用。这样规划有一个长处:短路断开时,电芯不会有反向电压。相同的,在pack体系中,该反向电压会比较高,busbar熔断常伴随着拉弧等安全问题。

为了下降短路损害,需求在pack主回路中添加fuse。一般的MSD常带有fuse功用,关于fuse熔断曲线的要求,咱们曾经的文章现已介绍过,这儿不再赘述。

2. 模组的采样线短路

模组的采样线原则上也归于高压线束,其短路方式能够分为两种状况,一种是采样线的直接短路,别的一种是采样线进水短路。

采样线直接短路常呈现在线束被揉捏的状况下。比方模组的转移过程中或许不小心揉捏到线束,或许因为pack规划的不合理,在振荡、冲击、磕碰等状况下,线束或许破损引起短路。

关于这类的问题,一般的处理计划是在每跟采样线添加一个小的Fuse,当采样线呈现短路,这个Fuse就会断开短路相关的电芯,防止线束焚烧,完成维护模组的意图。

Fuse1 Cell1 Fuse3 Cell2 Fuse3 Cell3 Fuse2 Fuse4 CSC采样电路

采样线的别的一种常见短路方式是进水短路。这种类型的短路电流受短路介质、触摸状况影响,短路电流一般很小。该短路的损坏方式也比较复杂,一方面是大阻抗小电流放热,一方面有水电解引起的线束焚烧危险。经过采样线束添加fuse的办法不能彻底处理该问题。基于此,pack规划上需求考究,防止水进入到采样线束衔接接头,如有或许,可考虑采样防水衔接器。

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