动力电池系统熔断器基础知识

来源：•作者：线束世界-Jimmy•2021-03-31 17:01

结构原理->技术要求->执行标准->测试规范->选型应用->案例分析

结构原理

熔断器基本结构

熔断器元件

当发生短路电流时，它升温到熔点的速度比它释放热量的速度快，这样就迅速地阻断了短路电流。当熔断器烧断时，沙子就会起灭弧作用。它会吸收能量而成为“熔岩”然后使线路同负载绝缘。消除了电击的危险!

生产工序

熔断器术语

额定电压

所设计的熔断器最大工作电压，通常为400V, 500V, 690V 。（注意分DC和AC）

额定电流

熔断器可以持续承载而不会蜕变的电流值。

额定分断能力

开关电器或熔断器能分断的预期分断电流值，通常, 10kA-100KA。

不对称短路电流峰值、对称短路电流的均方根值、预期峰值电流、预期故障电流、熔断器峰值电流、焦耳积分I2t

熔断器技术要求

外形尺寸：满足整车的空间、安装、布置要求。

工作温度：-40~85℃

额定电压：大于整车最高电压

额定电流：经验值是整车额定电流的2~3倍

振动：满足QC/T413

机械强度：满足一定的装配公差要求

不能爆炸：发生短路和过载不应起火爆炸，可靠&有效分断

熔断时间：在设计规定时间内熔断，不应误动作

防腐：盐雾等级48h以上

温湿度：满足整车的使用环境要求

阻燃等级：UL94-V0级

熔断后的绝缘电阻：主要是判定熔断器动作后是否完全分断，是否有足够的耐压能力，避免二次击穿拉弧。

试验标准

UL 248-1 Underwriters Laboratories Inc. Standard For Safety

IEC 60269(GB13539) 低压熔断器（电气性能测试和要求很完善和系统，环境可靠性测试不满足车辆应用需求）

ISO8820/GB31465-道路车辆用熔断体，2V~450VDC，分断能力2K左右。（电性能测试和要求并不完善，部分电流-时间要求并不很适用数百伏储能电池系统。更适用安全电压以下的要求。环境可靠性测试要求基本上适用车辆应用需求：如机械振动和冲击，电流冲击，温度范围和温度冲击，高防腐要求等）

JASO D622-2006 汽车零部件-栓入式高压熔断器

高压熔断器在整车应用的位置

1、动力电池主熔断器（250~500A）

2、动力电池加热熔断器（10~20A）

3、车载充电机熔断器（20~40A）

4、空调压缩机熔断器（20~50A）

5、DC/DC熔断器（10A~20A）

6、PTC熔断器（20~50A）

熔断器的选型

项目	计算过程及要求	结果
额定工作电压	要求熔断器额定工作电压＞电池包最高电压	满足
分断能力	要求熔断器分断能力＞电池包最大短路电流	满足
最小电流断开能力	要求最小短路电流时，熔断器能断开	满足
熔断器动作时间	短路电流情况下，熔断器熔断时间数量级=继电器保持时间/	满足
熔断器抗冲击电流	最大持续电流情况下，熔断器不会熔断；在系统峰值电流下，峰值电流持续时间1min内，熔断器不得出现熔断现象（查询I2t曲线）	满足
额定电流	考虑温升以及散热、安装方式导致的降额，建议选取峰值电流作为熔断器额定电流	满足
最大回馈电流/时间（S）	如果最大回馈电流＞峰值电流，建议选取最大回馈电流作为熔断器额定电流	满足