【技术分析】电池包是电动汽车的主要动力来

1 简介

电池组是电动汽车的主要动力来源。电池组的主继电器和熔断器的选型对于整车的安全非常重要。它们可以保证在高压电路过载或短路时，能有效切断高压电路，保护电池模组，从而避免更大的损失。但不恰当的选择和设计可能会导致主电路意外切断，车辆失去动力，威胁到驾乘人员的安全。

2 熔断器2.1 熔断器的作用

熔断器是保险丝，当高压电路发生长时间过流或短路时熔断，为电池模块提供保护。

2.2 从电气角度分析熔断器的选择

根据系统的额定电压和电流，综合考虑各种降额因素，确定熔断器的额定电压和额定电流。其中，降额系数包括：环境温度、散热系数、接线端子尺寸、电流循环降额系数、海拔系数等。

例如，在保险丝规格中，对应于 60°C 环境温度的降额系数为 0.85。在不制冷的情况下常用熔断器型号，空冷修正系数为1。电压等级对应的修正系数为0.8。负载修正系数为 0.7。高度修正系数对应于 0.9。

公式1）

式(1)中为熔断器的额定电流，为充放电额定电流的较大值。

根据以上计算，选择最接近计算值且大于计算值的Fuse模型。

从以往的经验来看，考虑使用1.8~2.5倍的连续负载电流作为熔断器的额定电流是一个不错的选择。

接下来，我们需要验证所选模型的 MBC 和 IR。MBC 为熔断器 的最小分断电流，IR 为熔断器 的额定分断电流。如图1所示常用熔断器型号，系统最小故障电流需大于MBC，系统最大故障电流小于IR。

图1 系统故障电流与MBC、IR的关系

最后，还需要验证熔断器的过载循环次数，在降额后，可以覆盖汽车整个预期寿命期间的过载电流发生次数。

3 主继电器 3.1 主继电器的定义及作用

继电器即。在高压电路中，一般有两个主继电器。一个与高压正极串联，称为Fuse后的主正极继电器，另一个与高压负极串联，称为主负极继电器。主继电器由BMS驱动，起到接通和关断高压电路的作用。也有地方把高压大电流继电器称为接触器，即。

3.2 从电气角度分析主继电器的选型

首先是控制线圈的驱动电压。目前，汽车级继电器的线圈电压等级有12V和24V两种。如果是12V系统，我们肯定更喜欢12V系列。

需要注意的是，线圈所需的吸合电压会随着温度的升高而增加。如下图2所示，某型继电器在-40℃时所需的最低吸合电压约为6.7V，当环境温度升至85℃时，该继电器所需的最低吸合电压为继电器为9V。我们知道汽车12V电池的电压范围定义为9~16V。假设环境温度达到85℃，驱动电路的压降为0.2V，那么驱动继电器至少需要9.2V的电源电压。所需电源电压已超过电池电压下限，存在继电器无法正常吸合的风险。

图2 继电器吸合/关断电压与温度的关系

为了避免这种风险，可能需要重新选择驱动电压较低的继电器，或者在BMS侧为继电器的驱动电源增加一个稳压器。

其次，对于高压侧，选择的额定电压必须大于高压电路的最大工作电压。

此外，最大开断电流也是选型中的一个重要参数。当以大于最大分断电流分断时，继电器触点可能会粘住。

4 熔断器与主继电器匹配 4.1 为什么需要匹配

主继电器和熔断器都可以保护高压电路，但需要相互配合。

图 3 带保险丝的截止部分

如上图3所示，当系统发生低时间过流故障时，由于时间较长，可以通过BMS采集电流，判断是否需要切断电路。当发生长时间过流故障时，来不及反应，需要用Fuse将高压电路切断。

4.2 如何搭配

首先，从规格表中找到熔断器的最小分断电流，以及熔断器的最大分断电流。必须确保熔断器的最小分断电流小于最大分断电流。如果这一步不满足，需要重新选择。

将所选保险丝的时间电流耐受特性曲线和电芯的安全工作间隔曲线绘制成一张图，这一步很容易实现。

最后在图中标出安全工作区、切断区、熔断区。