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Pyrofuse的控制和模組的熔斷保護(hù)

2019/12/03
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Model3 的過(guò)流和短路保護(hù)
有一個(gè)很有意思的事情,就是如果采用之前的 Pyrofuse,整個(gè)短路和過(guò)流的熔斷保護(hù)就成為兩步,檢測(cè)電流然后進(jìn)行邏輯處理然后再來(lái)切斷電流,那這個(gè)安全在功能安全層面是否能做到我們的要求呢?

電流檢測(cè)和 Pyrofuse 控制回路
Model 3 的管理框圖

整個(gè)環(huán)路分析

如下圖所示,使用 Pyrofuse 的連接接口特別少,通過(guò) Wiring Diagram 里面的分析之后,我們可以很清晰的看到這個(gè)環(huán)路,是通過(guò)以下的框圖定義的

1)Shunt 電路接口
Shunt 的輸出分為兩路,在這里面的定義是一路 Shunt Sense 經(jīng)過(guò)電路處理的結(jié)果是一個(gè)路采集;還有一路是沒(méi)有經(jīng)過(guò)采集,然后一路 Shunt 溫度的回饋值,BMS 通過(guò)這兩路采集之后進(jìn)行兩路數(shù)據(jù)比較。

2)Pyrofuse 的控制
通過(guò)兩個(gè)引腳 Squib-P 和 Squib-N,這個(gè)就需要這個(gè)控制電路有非常高的置信度了。這里的潛在失效有不少,包括 BMS 的輸出端、連線和 Pyrofuse 的本身。

模組內(nèi)的熔絲是這個(gè)控制的關(guān)鍵

我覺(jué)得,這個(gè) Pyrofuse 特斯拉敢用,完全是建立在

特斯拉有幾重熔絲的基礎(chǔ)之上的,在過(guò)電流過(guò)流和短路實(shí)驗(yàn)中,底線就是特斯拉在 Model S/X 再到 Model X 的熔絲設(shè)計(jì)。

如下所示,單個(gè)模組一共 1058 個(gè)電芯(23S46P),模組里面包括了 2160 個(gè)電連接的點(diǎn),在里面有 46 個(gè)電芯*2 的正負(fù)連接,外加 2 個(gè)采樣連接點(diǎn),這個(gè)線徑為 0.485 mm。

當(dāng)短路和過(guò)流發(fā)生的時(shí)候,如果上述的主動(dòng)邏輯結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障,就靠這個(gè)被動(dòng)的保護(hù)機(jī)制,當(dāng)然缺點(diǎn)這個(gè)電池的熔絲就全斷了。

如果按照我們?cè)诜綒ず蛙洶锩娴脑O(shè)計(jì),可能還是要回到原有的設(shè)計(jì)方向,在模組或者模組與 Pack 的連接點(diǎn)上,來(lái)做一個(gè) J bar 的設(shè)計(jì),以在電芯能承受的放電時(shí)間里面做一個(gè)人為的模組層面的熔絲,主要的目的是為了和這種圓柱的設(shè)計(jì)相匹配。

這種設(shè)計(jì),原先我們一般是用在 MSD 所形成的半個(gè)電池包對(duì)內(nèi)短路中的,在這個(gè)連接線上做硬的連接載流設(shè)計(jì),使它燒斷。

還有就是直接在一根軟銅排直接打洞

小結(jié):在導(dǎo)入 Pyrofuse 的過(guò)程中,進(jìn)度是有差異的,每家設(shè)計(jì)針對(duì)過(guò)流和短路的安全機(jī)理,是需要和模組和電芯層面的短路相匹配的,我是覺(jué)得能把這個(gè)榕寺的價(jià)格降下來(lái)的
?

特斯拉

特斯拉

Tesla 致力于通過(guò)電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能產(chǎn)品以及適用于家庭和企業(yè)的綜合型可再生能源解決方案,加速世界向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)變。

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測(cè)試和電路,從汽車電子硬件開(kāi)始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),不過(guò)我相信未來(lái)衣食住行中的行,汽車仍是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見(jiàn)解。