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防范电动大巴起火 车用直流高压熔断器如何选型

来源: 日期:2016-9-26 12:55:08

早在2003年,上海埃而生电气股份有限公司就在国内进入电子电气安全保护器件的研发和销售,并后续逐步进入车用电气行业,成为国内最早专注车用高压直流熔断器的公司之一。

车用高压熔断器,是动力电池系统过流保护必配的重要电器,因为要适应电动汽车的纯直流专属用途,第一应具备直流快速保护特性,以完成重过载和短路电流的迅速熔断;第二应具备体积紧凑、抗振耐用、通用互换的结构特征;第三尤为重要但也常被忽略的是:熔断器管壳材质应具备抗高温、不助燃也不自燃的安全防火特性。车用高压熔断器长期工作在封闭狭小的安装空间内,无法得到有效地冷却降温,特别是与电池组共处一个持续高温的闭合环境中时,材质选型不当将会引发管壳的热熔与燃烧事故。正所谓“成也萧何,败也萧何”,为周全之计,对车用高压熔断器的合理选型一定要高度重视并慎思慎行。

电动汽车为什么要用高压熔断器做锂电池系统的过流总保护,一是基于国家标准GB/T18384.1的明确规定,更是因为锂电池系统发生重过载和短路故障时,必须有一道坚固可靠的“闸门”截断并消除这些破坏力极强的短路能量,有效制止高压过流事故的扩大和蔓延。因为车载空间狭小有限,无法安装庞大而昂贵的直流断路器,只能选用体积不大、相对低廉并可紧凑安装的直流快速熔断器,作为限制和开断异常电气事故的主保护器,这已是国内外电动汽车业界公认的一种安全标准配置。

直流快速熔断器在管壳内焊装纯银熔体,填充密实固化的高纯石英砂。正常工作时熔断器自身的微欧级电阻可以忽略不计。当电池系统出现数千安培的重过载和短路电流时,银熔体与石英砂会在几个毫秒内协同完成“熔化-灭弧-断流”全过程,将高压浪涌电流和高能热量在管体内全部消耗吸收。在这个熔断过程中,管壳要承受内部高压电弧产生的200-300MPa扩张压力,以及超过1000℃异常高温的扩散热辐射,如不具备足够的抗高温机械强度指标,管体就会破损炸裂、喷出电弧进而高温碳化、自燃起火。

左图:管体碳化;中图:胶体燃烧;右图:管壳烧毁

近期按照中国CCC强制安全认证规定,一个500V/ 400A车用高压熔断器,在通以20KA短路电流时,仅用7.22毫秒就完成了熔化-灭弧-断流的全过程,充分证实了瓷管型熔断器不仅抗高温不自燃,还具有在9.43 KA强制限流和5.49 ms瞬间灭弧的性能。

2015年8月6日,工信部发布《关于开展节能与新能源汽车推广应用安全隐患排查治理工作的通知》,通知显示,近期个别地区出现纯电动客车、混合动力客车自燃事故。为吸取教训,预防类似事故再次发生,在各节能与新能源汽车推广应用城市、节能与新能源汽车生产企业开展安全隐患排查治理工作。我们希望国内整车制造和电池企业,通过阅读本文,在安全隐患排查治理中,对电动汽车高压熔断器的选择和选型上予以高度重视,不要以为装了熔断器就可“保险”无忧,排查治理先要立足于熔断器正确选择使用基础上。

同时我们建议电池企业,不要把高压熔断器安装在电池箱内,最好将其隔离安置于一个独立箱体,这样既安全又方便及时检修更换,更无需对电池箱做经常性的拆装启合。毕竟当电动汽车大量售出之后,更换熔断器这个易损 器件的人群,大多是非专业人士。

(以上部分数据、内容源于国内专业第三方)