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如何看待电动汽车高压系统保护器件的革新?

发表于: 2021-11-25 

  随着电池越来越大、电机驱动的功率提升和快充功率提升,在高压系统方面的保护能力提升,是否具有涵盖不同工况电流和短路电流的保护能力,就成了衡量一个设计是否优秀最主要的考量。

  从深层次考虑,电动汽车上目前还没有特别多的高压问题事故,但是将来情况会发生变化,一方面充电桩的状态是分布式的(直流充电这块有老爷爷桩,也有最新的高功率桩),另一方面从投资方向来看,BDU和PDU这样的铁疙瘩是不值得投资的,因此里面的保护系统涉及到直流接触器和熔丝的进化,值得我们关注。

  备注:整体工程化的节奏和实用化需要很多时间,我理解在这个领域有很多突破式的想法。

  图1 保护很简单,就是要通过12V的控制让高压回路断开,功能安全等级一般在ASIL D

  之前和很多朋友聊过,可能并不透彻,现在可以看这个图来进行比较,现有的方案其实有几种:

  传统熔丝+接触器:被动防护,最大的挑战是电流和触点动作匹配困难,有些高电流短时间点蚀,会让接触器粘连并且让熔丝无法动作

  传统熔丝+Pyro熔丝+接触器:这个目前在800V上,大家为了主动和被动安全控制,都上。缺点是成本比较高,整体保护策略怎么个动作机制也是比较麻烦

  虽然伊顿说起来很简洁,但是其实设计中还是依靠工业技术的断路器来做第四种方案。 这条路是配置了一个断路器和传统熔丝的方法来做的,好处如下所示,整体的方案来看相对比较简洁。

  目前海外还是有一些400V和800V串联的方案(有部分重卡是这么设计的),有800V充电和400V驱动的案子,也就是用400V两个电池并联来驱动,然后在800V方面做充电处理,这就需要使用3个分断器。

  随着电动汽车的发展,目前全球的公司都把资源往里面砸,Littelfuse Inc. 和 ASTOTEC(前 Hirtenberger Automotive Safety)成立了一家名为 PYTIC(用于智能电路断开的 Pyro Technology)的合资企业。 从Pyro的设计来看,最主要包含两部分知识,电流检测和电气驱动,还有火药驱动断路器,PYTIC做的方案是一种集成电流检测和控制的Pyro 安全模块。

  篇幅比较长,这个我先开个头,下期文章有空来重点说,这个市场的玩家可能会逐步进来,这里也会逐步简化BMS的设计,整体BMS的安全保护功能会被逐步分解

  小结:我觉得能真正创造价值的还是工程和工艺能力,而不是所谓的需求,需求需要被识别和分解然后用细致的能力进行分解,这个领域我觉得还是有很大的改进和发展的空间。青春韶华遇新知 扬帆起航正当时:四川三河职业