接很早之前寫的文章《電池系統(tǒng)短路保護層級考慮》，在前面提及短路保護法規(guī)和實驗要求與設計概念以后，我們需要進行設計值和實驗的確認。

1）熔絲的分層細化

分級熔斷防護主要是把整個電池包的短路分為四層

電池單體熔絲：在多電池并聯(lián)的時候，防止電池內短路時，并聯(lián)電池電流倒灌所有并聯(lián)電池外短路 。如前文所述，電池單體熔絲可以做到電池里面、電池Tab上面和電池極柱與母線連上

電池模組熔絲：這一層主要是防止模組級別的短路，現在挺多公司予以省略了。

電池系統(tǒng)熔絲：一般也稱為Half Pack熔絲，防止電池系統(tǒng)外部短路的目的

整車用電負載熔絲：由于外部的用電負荷比較多，在分解用電部件之后，主熔絲需要放在刀刃上，所以需要給配電部分配置單獨的熔絲予以考慮

圖1 單體熔絲與模組熔絲

圖2 模組熔絲和電池系統(tǒng)熔絲

2）熔絲設計考慮-熔絲考慮

保護設備的時間-電流曲線需要考慮兩部分，

正常運行區(qū)域（綠色陰影部分）：在該電路設計區(qū)域內，熔絲允許放電電流通過。正常運行區(qū)域必須位于保護器件的時間電流曲線左側。

電流異常區(qū)域（紅色陰影部分），此時熔絲需要動作，斷開電池與外部系統(tǒng)的連接，應位于保護設備時間-電流曲線的右側。

短路時間持續(xù)時間應大約為幾十毫秒，確保電池盡快與故障隔離。

熔絲設備打開的時間越長，電池在短路階段釋放的能量能量就越多，可能導致設備損壞，甚至引發(fā)相關導電部件發(fā)熱。

短路電流隨電池狀態(tài)的不同而不同，在不同SOC和EOL狀態(tài)下，在設計中需要考慮這個。

圖3 短路設計考慮

在實際的考慮中，需要把參數進行轉化。圖4其實還少了一個專用車載熔絲，這個熔絲熔斷會和接觸器和整包熔絲之間，最主要的工作就是在這幾個不同的熔斷對時間的曲線里面，我們是通過設計不同的熔絲的規(guī)格，然后進行分析、測定。

圖4 多層級保護描述

在這幾個不同的熔斷對時間的曲線里面，我們是通過設計不同的熔絲的規(guī)格，然后進行分析、測定。

圖5 多層級時間熔斷分解

這里我們一般是兩種做法，在熔絲領域選熔絲和設計熔絲；在BMS里面考慮電流的過流檢測和短路保護的策略。現有熔絲的情況是把相關的技術規(guī)格，盡量選出來。

備注：這里主要講的是不同熔絲的分級策略，單根熔絲的熔斷機理和耐久性考慮，我們單獨后面討論。如下圖所示，其實是需要考慮在不同脈沖電流下和環(huán)境溫度下，熔絲的發(fā)熱和實際的運行情況。

圖6 主熔絲里層熔斷的

自主設計的時候，就需要考慮多種因素。這塊我們后面單獨展開。

3）利用考慮

由于現在的電池系統(tǒng)設計，是需要考慮梯次利用的，所以我們也需要在設計層考慮熔絲的位置和需求。如下圖儲能系統(tǒng)里面，并聯(lián)其實在里面還是非常重要的參數。所以這里內生的設計還是非常重要的。

圖7 模組將來作為儲能使用的時候，模組熔絲的存在有著更多的是用空間

基于壽命后期的考慮，由于材料特性的差異，重新校核這個熔絲的情況還是非常重要的。所以從整個生命周期的設計考慮到后期，這個參數需要調平。

表1 電流不同狀態(tài)分解表

小結：熔絲設計需要做大量的實驗，還需要和整車的實際工作情況做匹配。如果做不好，要么保護不起作用，要么經常性熔斷。