【干货】关于电池系统短路保护层级的考虑

一分日元2017-07-30 23:04

和老大商量近期的工作重点,短期内能做出点成绩来的,主要是集中在电气系统上面。所以从高压线束、电子控制的硬件电路、配电盒还有一些保护策略性的内容开始,我把简单的内容梳理下,然后进一步应用到工作里面。如下图所示,电气系统里面的影响是挺大的,而且很多内容也是电池系统设计过程中,电气部分需要设计承受的。

电池系统短路保护层级考虑

图1 电池系统电气层级一些问题

如之前的表格里面所说的,短路/过流严格意义上是指各个层级(单体、模组、半包和电池整包)超过额定的放电设计出现过多的情况。

表1 功能失效问题

电池系统短路保护层级考虑

电池系统短路保护层级考虑

图2 各个层级的短路要求

电池系统短路测试: 按照GBT31476.3,短路电阻<20毫欧,短路10分钟。

MSD分断半包测试:此项内容,主要考虑一个极端情况,在MSD内系统熔丝不起作用的条件下看整个设计的情况。

模组的短路测试:按照GBT31485的要求为,短路电阻<5毫欧,时间10分钟。

单体短路测试:按照GBT31485的要求为,短路电阻<5毫欧,时间10分钟。实际需要根据电池的最小单元连接情况来增加对此情况的模拟。

表2 现有国内外标准和未来GB此项功能试验内容分配

电池系统短路保护层级考虑

不同层级有不同的做法:

1)BMS根据电流检测的情况,来切断接触器,在这种短路带载的情况下,选用的接触器要至少能切断1次

2)MSD里面的熔丝,需要仔细考虑这种情况

以上层级在Pack层级大家做的比较多

模块层级,前面也谈过了,主要考虑这种设计,或者采用J-bar来打孔来做,这里重点需要在模组层级考虑这个内容。

电池系统短路保护层级考虑

实际的半包的短路效果很直接的

电芯层面设计Fuse:每个Cell的内部设计一个Fuse,在短路瞬间,断开电流回路,起到短路保护的作用。

1、软包电池利用每个电芯焊接一个Fuse的设计,或者考虑Tab在这种条件下的状态,这个设计过程是挺有趣的设计,考虑载流和过流的情况

电池系统短路保护层级考虑

2、硬壳电池在每个电芯配一个Fuse的设计

电池系统短路保护层级考虑

假日事情比较多,先写到这里后续补充。

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