动力电池配电盒BDU安全设计（九）熔断器和接触器匹配

一、熔断器和电路短路电流关系

理想状态下，熔断器分断电流和电路系统短路故障的电流关系，短路电流应该在熔断器最小和最大分断电流范围内，如下图所示。

二、熔断器、接触器和电流传感器匹配

举例说明三者在保护电池包电流异常时关系：（选型详见第三章举例计算）

对熔断器、接触器和电流传感器选型后，把熔断器、接触器电流与时间参数绘制到同一个图纸进行匹配校核。

1、熔断器的分断能力：最小电流1500A（100S），最大电流DC20kA(时间常数：2±0.5ms)。低于1500A，熔断器不动作，相当于导线直接流通。

2、电路电流额定电流为220A，、峰电流值800A内正常使用，超过800A根据不同过流等级，分级进行限制功率，一般最高不超过30%，大概1040A左右，需要完全限流，当然需要根据电池特性进行定义。

3、熔断器、接触器在图中可以看出交叉点在2500A，熔断器的熔断时间为2秒，2500A以上，由熔断器辅助切断电路。

4、组合匹配关系如下如图

5、风险：车辆碰撞后，电池包外部短路但非完全电路，比如：冷却液漏液造成绝缘部分失效、高压导线虚短路等情况，过流时间会过长，从而引发外部短路点过热，存在着火的风险。

解决办法，加入激励熔断器pyro-fuse或者把气囊的碰撞信号引入到BMS，碰撞后由BMS控制高压断电。

6、激励熔断器pyro-fuse

分断能力要求，操作时间小于2ms。

两种类型：
主动触发：当电池管理系统(BMS)检测到故障时，将切断电流流动。

双重触发：可由BMS触发，也可自触发，可在不依赖BMS信号的情况下独立保护EV系统。

pyro-fuse技术要求参考熔断器。

三、选型计算（仅为说明问题进行举例）：

1、Pack基本信息：

标称电压（V）：394.2V；工作电压范围（V）：324-448.2V

电机：额定功率（kW）：60 KW；峰值功率/时间（kW/s）：120KW/10s

电池包额定电流：220A；电池包峰值电流/时间：800A@10s

回馈电流：最大回馈电流及持续时间：150A@30s

2、主继电器选型：

选定产品：宏发HFE82V-250C

额定工作电压：450VDC＞电池包最高电压448.2V

额定电流：250A＞电池包额定电流220A

最大工作电流及耐受时间： 1000A @25s ＞最大工作电流及耐受时间：800A@10s

3、熔断器选型：

1、参数计算：

额定工作电压：要求熔断器额定工作电压范围＞1.1额定电压=434V；

额定电流：考虑温升以及散热、 安装方式导致的降额， 建议选取电池包2.5倍以上的电流2.5*220=550A作为熔断器额定电流；

2、选定产品：中熔RS309-MD-EVS 630A

额定电压：DC500＞1.1电池包额定电压=434V；

额定电流： 630A 

分断能力：最小1500A（100S）；最大DC20kA(时间常数：2±0.5ms)；

熔断器的时间-电流特性曲线如下：

4、电流传感器选取：

电流传感器选取：电池包额定电流：220A，峰值电流：800A。电池最大允许过流，1040A，选取电流检测范围至少为±1500A。