電動汽車電池總輸出端熔斷器選型方法解析

錢旭博

武漢司德寶電氣有限公司 湖北 武漢 430074

引言

伴隨時間的不斷推移，能源危機逐漸呈現(xiàn)出來，環(huán)境污染問題也備受人們的關注與重視，大力發(fā)展新能源汽車已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向。電動汽車在具體應用的過程當中，非常容易受到多種因素所帶來的影響，發(fā)生各種各樣的問題，所以為了確保電動汽車穩(wěn)定﹑安全的運行，保護車內人員的安全，就需要將熔斷器以串聯(lián)的方式，設置在高壓回路當中，用以加大對電氣設備保護的力度?；诖耍疚闹饕獙﹄妱悠囯姵乜傒敵龆巳蹟嗥鬟x型方法展開深入探討。

1 鋰離子電池的發(fā)展情況概述

通過對世界上第一輛將電池作為驅動能源車輛的發(fā)展時間進行追溯，可追尋到19世紀，但是那個年代的電池配套并不是非常完善與成熟，所以19世紀的電動汽車電池的發(fā)展速度非常緩慢，當時，傳統(tǒng)燃油汽車在汽車發(fā)展行業(yè)當中扮演“主要角色”。當時間來到21世紀之后，電動汽車在市面上活躍得愈發(fā)頻繁，鋰離子電池是重要的組成部分，也是非常關鍵的動力來源。當時的日本豐田公司，通過應用鋰電池技術，開發(fā)出了第三代電動汽車，也就是混合動力汽車。何為混合動力汽車，也就是汽車擁有多個動力來源，結合汽車真實的運行情況，最終選擇出最合適﹑最恰當?shù)膭恿碓?。在電動汽車領域當中，鋰離子電池一直是受到相關人員重視的部分，與此同時，相關學者也加大了對鋰離子電池研究的力度，目前在純電動汽車和混合動力汽車中，都能看見鋰離子電池的“身影”[1]。

2008年，金融危機爆發(fā)，因為受到多種因素的影響，能源價格也受到波及，這一年全球汽車產(chǎn)業(yè)進入到了重要的階段，也就是能源轉型發(fā)展的重要時期。各個國家對電動汽車未來應該如何發(fā)展都非常的關注，并且制定﹑頒布了較多的優(yōu)惠政策，希望電動汽車可以免受影響，繼續(xù)向好發(fā)展。在這樣的背景下，電動汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出高速的發(fā)展態(tài)勢[2]。

2 電動汽車發(fā)展過程中存在的問題分析

雖然說新能源汽車已經(jīng)發(fā)展了較長的時間，也有了較為豐富的經(jīng)驗，可對純電動汽車未來更好的發(fā)展起到助力的作用，但與此同時，也會導致各種資源的盲目投入。截至2020年，新能源汽車年產(chǎn)銷量已經(jīng)達到了200萬輛，同期中國有高達數(shù)百家新能源生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)，產(chǎn)能規(guī)劃已經(jīng)達到兩千萬輛，如果新能源汽車市場的發(fā)展情況并沒有滿足預期要求與目標的話，必然會有較多的閑置產(chǎn)能出現(xiàn)，這些閑置產(chǎn)能，必然會浪費更多寶貴的資源。雖然說投資的企業(yè)數(shù)量較多，但是存在的非理性投資現(xiàn)象不得不讓企業(yè)深入思考。

許多企業(yè)在投資的過程中，并沒有站在多個角度﹑多個層次進行認真的分析，甚至以盲目的方式進入到了新能源汽車行業(yè)當中去，希望在其中分一杯羹，但是由于未進行科學規(guī)劃，最終導致自己的企業(yè)在發(fā)展中受到諸多因素影響，而面臨重組甚至是破產(chǎn)問題。

伴隨著時間的不斷推移，我國電動汽車數(shù)量在不斷增加，銷量也有明顯提高，但是從市場角度分析，會發(fā)現(xiàn)市場保有量較少。將其與燃油汽車進行比較，二者之間的差距非常大，由此也可以說明純電動汽車市場保有量與燃油汽車相比，還存在著一定的距離，還需要加大推廣的力度，并在其他方面想辦法[3]。

3 熔斷器選型原則分析

在進行熔斷器選型的過程中，工作人員需要本著嚴肅﹑認真的態(tài)度，并且針對熔斷器選型原則進行認真思考。其一：熔斷器需要符合其設置位置。滿足環(huán)境溫度﹑濕度及振動過程中提出來的要求等，切記注意選型不可盲目；其二：熔斷器實際工作電壓，應該與系統(tǒng)最大工作電壓高出一些，不可過低；其三：熔斷器的種類需符合保護電路負載的電器特點；其四：需認真考慮上﹑下級電路的匹配保護；其五：需對負責電路高壓繼電器的電流特點進行認真思考；其六：對負壓電器使用的高壓電纜實現(xiàn)可靠保護功能進行分析[4]。

4 電動汽車電池總輸出端熔斷器選型方法分析

眾所周知，燃油汽車與電動汽車之間有著很大的不同，特別是電動汽車，其內部包含電機系統(tǒng)，而且充電電池電壓極高，高壓直流的電弧是關鍵角色，不可忽視，將其與交流電進行比較，會發(fā)生難以熄滅等情況。如果電池受到一些因素所帶來的影響，發(fā)生短路問題，會增加爆炸﹑燃燒起火的可能性，甚至會對乘客的人身安全帶來嚴重的威脅[5]。

電動汽車電池總輸出端熔斷器選型非常關鍵﹑重要，不可小覷。工作人員需要思考多方面內容，即：電動汽車行業(yè)相關技術要求﹑電動汽車應用等，之后提出相關的選型方法。其一，通過全面掌握及結合車輛設計要求，全面明確具體情況，即：電池的具體容量﹑額定電壓﹑運行的過載電流等。其二，結合持續(xù)放電電流，應用各種外在因素與條件，憑借豐富的經(jīng)驗，對系統(tǒng)進行相關調整，再進入到修正當中去。采用正確的方法，計算出熔斷器的最小額定電流數(shù)值，為后期的評選工作提供幫助和數(shù)據(jù)方面的支持。其三，為了能夠呈現(xiàn)出最短的短路保護效果，還需要針對NH-HH回收應用協(xié)會所出版的《熔斷器手冊電池系統(tǒng)保護選型指導》當中的內容進行仔細閱讀與分析，應用科學的方法，計算出需要選擇的最大額定電流數(shù)據(jù)。其四，針對使用的時間長短問題進行認真思考。因為過載電流﹑脈沖電流等都會影響具體使用的時間。因此，需結合各個電流熔斷器的IT曲線和設定余量﹑建議參數(shù)等，找到符合相關要求的安全余量最大規(guī)格[6]。

5 熔斷器失效模式

電動汽車如果出現(xiàn)過流故障，高壓熔斷器就會將自己的作用全部發(fā)揮出來，對電動汽車加大保護力度。尤其針對高壓回路電機設備進行有效保護，確保其更加安全，所以說熔斷器是否安全非常關鍵。因此，工作人員需要針對熔斷器失效模式進行認真思考，并且在進行熔斷器選型期間，保證選型更加合理，積累更多豐富的工作經(jīng)驗[7]。

5.1 熔斷器爆炸問題

特別嚴重的失效模式就是熔斷器爆炸問題，之所以會出現(xiàn)這樣的情況，主要就是產(chǎn)生出來的能量與熔斷器能夠承受的能量相比較，偏大一些，所以引發(fā)爆炸。通過對發(fā)生條件進行分析，發(fā)現(xiàn)分為兩種，即：短路爆炸與過載爆炸。前者主要就是熔斷器當中通過的過電流大。引發(fā)爆炸出現(xiàn)的主要因素就是熔斷器電壓低，例如：所選擇的熔斷器額定電壓偏低或者熔管出現(xiàn)老化情況等，都會導致爆炸問題的出現(xiàn)；過載爆炸同樣是熔斷器通過較大的過電流導致的。由于熔斷器電壓不足﹑燃弧時間長，所以導致熔體電阻低，必然會導致熔斷破裂情況的發(fā)生。

5.2 熔斷器出現(xiàn)突然熔斷情況

熔斷器額定電流無論是過高還是過低都會引發(fā)問題的出現(xiàn)，例如：若熔斷器額定電流偏低，其時間-電流特點沒有滿足保護電路沖擊電流和沖擊電流時間所提出來的要求，都極有可能會造成熔斷器出現(xiàn)突然熔斷的情況，對于電路的正常運行產(chǎn)生非常嚴重的影響。另外，熔體出現(xiàn)老化問題﹑電網(wǎng)波動問題等，也會導致熔斷器出現(xiàn)提前動作[8]。因此，一定要重視。

5.3 熔斷器不發(fā)生動作或動作遲緩問題

因為保護電路或者是保護高壓部件受到某種因素所帶來的影響，所以熔斷器并沒有出現(xiàn)動作。熔斷器所選擇的額定電流偏大或者是熔斷器與其他獲得保護器選擇性出現(xiàn)不符合問題，都極有可能會出現(xiàn)熔斷器發(fā)生不動作或者是動作遲緩的情況，會對電動汽車高壓回路產(chǎn)生一定的影響[9]。

6 電動汽車發(fā)展方向分析

針對新能源汽車，國家制定了相關規(guī)劃﹑政策等，各種規(guī)劃與政策都在說明國家對新能源汽車非常關注，并且對電動汽車未來發(fā)展充滿信心。在2021-2022年間，公共領域購置的符合相關要求的新能源汽車，國家財政補貼退坡幅度放緩，由此可以看出，從2002年初開始，各個省市將會在出租車﹑網(wǎng)約車﹑公共用車﹑環(huán)衛(wèi)車等多個領域當中，針對新能源汽車加大購買和使用的力度。在這些公共領域當中，應用的車輛數(shù)量較多，通過大力推廣新能源汽車，必定會起到示范的作用，促進新能源汽車，特別是純電動汽車向著更好的方向所發(fā)展[10]。

7 結束語

總之，在進行熔斷器選型的過程當中，工作人員需要針對應用的具體環(huán)境及負載特點進行認真的分析和研究，因為其與這二者之間有著緊密的聯(lián)系，而且還需要匯集較多更加詳細的負載數(shù)據(jù)，對車輛運行的實際環(huán)境等多個方面進行認真思考，只有這樣，才能夠對選型展開校正。另外，在當前汽車行業(yè)當中，電動汽車備受人們的關注與重視，電動汽車想要延長行駛的時間，滿足一定的續(xù)航里程，就需要針對電池進行深度的研究與更新。不可否認的是，電池將會是未來電動汽車發(fā)展的主要方向，所以針對電動汽車的電池展開深入的研究是非常關鍵﹑重要和工作，意義非凡。