动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

在B站虾扯蛋实验室看到小米SU7电池包拆解时,拆出来一个pyrofuse,型号是SFH-400-B,博主虾扯蛋进行了拆解,当时看到里面有一个铜箔,没有理解作用,留下了疑问。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

这两天找了找专利,西安中熔的专利号为CN202220032575,一种高电压、小体积激励熔断器,看完原理,这个铜箔还是挺有意思的,今天就根据拆解图片结和着专利来具体分析下。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

一、壳体系统

采用耐高温工程塑料注塑成型,多组件密封对接,防灭弧介质泄漏与外部干扰,为内部部件提供稳定空间:

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

1、第一壳体 100:

位于最上部,与第二壳体密封对接,内有台阶孔容置激励源 105,外周压套 106 固定激励源,接触面限位结构定导体 104 位置并保密封。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

2、第二壳体 101:

接第一壳体与熔体壳体,内有贯通空腔供导体穿设和动力装置运动,底部凹槽容导体断开部分防反弹,内置支撑块 111b 稳导体。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

3、熔体壳体 102:

接第二壳体,顶覆盖板 112、底封底盖 103,与盖板围密封空间填灭弧介质,对应双刀头处设空腔装推块 116 和导引块 117,底设凹槽与底盖凸起配合防位移。

4、熔体壳体盖板 112:

与熔体壳体密封,定位柱 111a 穿熔体透孔固定熔体,与其他部件围灭弧腔室 102a。

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5、底盖 103:

封熔体壳体底部,凸起与熔体壳体凹槽配合,防介质泄漏和自身松动。

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二、导电与熔断组件

1、导体 104:

铜合金长条板状,两端接外电路,第二壳体内设 2 个 V 型槽断开薄弱处 104a 和对应旋转薄弱处 104b,形成 2 个预断口对双刀头,断开后折弯入第二壳体凹槽。

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2、熔体 114(貌似铜箔):

用螺钉 115 与导体并联,灭弧腔室 113 内有熔断薄弱处,熔体壳体内设机械预断口被推块、导引块夹持,靠定位柱 111a 固定。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

三、驱动与执行机构:断口动力来源

1、激励源 105:

气体发生装置,装第一壳体台阶孔,压套 106 固定,收信号释高压气驱动力装置。

2、动力装置 107:

T 型结构,上端密封圈 108 密封,上端弧面聚气,滑槽 – 滑块导向防转,双刀头 109、110 先断导体预断口,再断熔体预断口,导体断开部分与支撑块入刀头凹槽限位。 

四、灭弧系统

1、灭弧腔室:

导体断口靠空气灭弧;灭弧腔室 113 填介质灭熔体熔断电弧,腔室 102a 填介质灭熔体机械断口电弧。

2、推块与导引块:

卡接夹熔体预断口,断熔体时挤压断口辅助灭弧。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

五、工作流程

1、初始状态:

导体 104 导通主电流,熔体 114 处于备用状态;动力装置 107 在初始位置,双刀头正对导体预断口;推块 116 与导引块 117 夹持熔体预断口。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

2、激励触发:

激励源 105 接收信号,释放高压气体,驱动动力装置 107 克服过盈配合 / 限位结构,沿导向装置向下运动。

3、导体断开:

动力装置双刀头冲击导体预断口,导体在断开薄弱处 104a 断开,断开部分沿旋转薄弱处 104b 折弯,落入第二壳体空腔凹槽;导体形成 2 个断口,由于熔体分流,断口电弧小,通过空气冷却灭弧。

4、熔体断开:

动力装置继续向下运动,驱动推块 116 与导引块 117 位移,拉断熔体预断口,形成 4 个机械断口(位于灭弧腔室 102a),电弧通过灭弧介质 + 挤压熄灭;

若故障电流较大,熔体熔断薄弱处熔断,额外形成 1 个熔断断口(位于灭弧腔室 113),5 个断口串联分压,进一步降低电弧强度,实现快速灭弧。

4、最终状态:

导体与熔体均形成稳定断口,电路完全切断,灭弧完成。

动力电池配电盒BDU安全设计(三一)小米SU7电池Pyro Fuse拆解分析

六、熔体作用

一句话来说:熔体主要作用就是在保险熔断后把电流引导到灭弧室进行灭弧。

图片和专利来自:B站虾扯蛋实验室、西安中熔

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