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1、一、概述现阶段动力电池能量密度越来越高，单体电芯容量越来越大，各高压部件一旦 出现短路现象而无相应的保护措施，轻则部件损坏，重则引起火灾（尤其动力 电池），后果将不堪设想，所以各高压部件回路的保护至关重要，本文将阐述 纯电动汽车高压直流熔断器计算及选型方法，并实例说明。电动汽车电气拓扑 图如图一所示。图一电动汽车电气拓扑图二、熔断器选型2.1熔断器分类1）按动作特性主要分为：普通熔断器（gG/gL）、快速熔断器部分范围保护（aR）、快速熔断器全范围 保护（gR）、Time-delay型及特殊熔断器；2）按照外形形状主要分为：a、英标熔断器英式熔断器壳体采用陶瓷材质，圆柱管体，具有体积小、浪V勇
2、耐受性能弓鱼、性 价比高、孤电压小、功耗低等特点，一般小于100A的熔断器推荐采用英式系列熔断器。英标BS88熔断器样式如图二所示。图二英标BS88熔断器b、美标熔断器美式熔断器系列的产品，两端触刀为一体式，熔体直接一次性焊接，可抗强冲 击及振动，具备高阻燃、高绝缘性能，孤电压小，功耗低，此系列为电动汽车 的优选，一般大于100A的熔断器推荐采用美标系列以增加可靠性。美标熔断 器样式如图三所示。图三美标熔断器c、欧标熔断器欧标方形熔断器壳体采用陶瓷材质，该产品具有运行温度低、功率损耗小、焦 耳积分值小等特点，适用于要求结构紧凑、性能优越、大功率应用场合，尤其 在手动维修开关（MSD）中大量使用
3、。欧标方形熔断器样式如图四所示。图四欧标方形熔断器d、法标熔断器法标熔断器具有循环性能强、体积小、构造独特等特点，模块化底座方便安装， 结构紧凑，适用于占用空间小的 PDU、BDU、小型交流驱动器以及其它小功 率应用。法标圆形熔断器样式如图五所示。图五法标圆形熔断器2.2熔断器额定电压的选择熔断器作为电路中的保护器件，在回路中出现故障时，熔断器工作分为峪”+“断”两个过程，峪”的过程与电流有关系，“断”的过程与电压有关系。培 断器的电压可以表述为：此熔断器可以分断此电压所产生的电孤。电压有交流电及直流电的区别，在纯电动汽车，为直流电压，因回路中电感在 熔断器分断瞬间会产生感应电压，同时要考虑回
4、路中的电感对电压灭孤的影 响。熔断器可承受的最大电压值一定大于系统中的电压值，同时对于交直流熔 断器在分断上有明显区别，交流电呈正弦波形交替传导，每周波有一个过零点， 此时电量值最低很容易熄灭电孤；而直流电的任何波形都不存在过零点，在分 断直流短路故障电流时，全靠熔断片的迅速汽化和石英砂的扩散吸附和冷却作 用强迫熄灭电孤，因此要比分断交流电孤困难得多。对于电动汽车用爆断器的电流选型，第一步是要考虑在正常工作时不能动作， 也就是熔断器不能误动作，这一点是爆断器电流的出发点，也是基本点。熔断 器熔断主要是个热积累的过程，根本上来说持续电流是选型的依据。熔断器额定电流 In=I 额*K/(Kt*Ke
5、*Kv*Kf*Ka*Kb)式中：In熔断器额定电流；I额一负载额定电流；K-负载修正系数；Kt-温 度修正系数；Ke连接器件热传导系数；Kv风冷修正系数；Kf频率修正系 数；Ka一海拔修正系数；Kb熔断器壳体修正系数；通过上述公式，可以计算得到一个初步的熔断器额定电流值， 初步选型完成后， 根据实际运行工况数据对熔断器额定电流值进行参数修正， 例如通过过载电流 持续时间、电流大小、冲击电流持续时间、电流大小等因素进行参数修正。三、实例分析以某纯电动物流车为参考对象，分析其工业熔断器选型方案，本实例均选用友 容保险。表一 某电动汽车电气参数电器忤名称颤定功率额定电压/V动力电池/345. GBC
6、6. C阁s. BDCDC1/5MCLI花峰值：100电机45峰值：roA/C1.2PTC1.EK：负载修正系数，根据所在回路负载的不同，需增加一个放大系数 K,对于 阻性负载回路，K取1.5左右；对于容性负载回路，考虑到上电冲击， K取2 左右；电动压缩机启动瞬间峰值电流过大，K取78左右；对于驱动电机回路， K取1.21.5左右；此处K值取值见表二：回路名称额定功率/kw额定电流丛峰值电流/AK取值OBC6.619.091DCDC1.54,犯电机.45ISO. 2202.51.2A/C1.2477pre1.54.丽3表二 K值取值表Kt：温度修正系数，对于电动汽车，一般环境温度最高可达60
7、C，参照图六温度修正系数表，Kt=0.8 ；图六温度修正系数曲线图Ke:连接器件热传导系数，按照每个回路的电流，按照1.3A/mm2为100%,参照图七连接器件热传导系数曲线图，得出的Ke数据见表三。图七连接器件热传导系数曲线图表三Ke值取值表Kv:风冷修正系数，熔断器采用自燃对流冷却，参照图八风冷修正系数曲线图， 没有采取额外散热处理，取Kv=1 ；Kf:频率修正系数，直流电流频率1000Hz以下，参照图九频率修正系数曲线图，取Kf=1 ；图八风冷修正系数曲线图图九频率修正系数曲线图Ka :海拔修正系数，按照现在电动汽车运行工况，取Ka=1 ；Kb :熔断器壳体修正系数，对于陶瓷壳体，取Kb
8、=1，对于三聚氰胺壳体，取Kb=0.9 ；结合以上修正系数，根据公式：In=I额*K/(Kt*Ke*Kv*Kf*Ka*Kb)，陶瓷壳体熔断器选型电流如下：OBC 回路：In=19.09*1/(0.8*0.76*1*1*1*1)=31.39A熔断器选型为 32A 或 35A；DCDC 回路：In=4.34*3/(0.8*0.97*1*1*1*1)=16.78A 熔断器选型为 20A 或 25A ； 电机回路：In=130.2*1.2/(0.8*0.85*1*1*1*1)=229.76A，考虑到电机峰值电流202.5A，熔断器选型为250A300A ；A/C 回路：In=3.47*7/(0.8*1*1*1*1*1)=30.36A 熔断器选型为 32A 或 35A； PTC 回路:In=4.34*1.5/(0.8*0.97*1*1*1*1)=8.39A熔断器选型为 10A 或 12A；
纯电动汽车高压熔断器计算及选型
