电动汽车之熔断器选型指南

熔断器熔断的原理是过电流导致的过热将熔丝熔断，目前市场电子产品的需求和发展，半导体和IC的功能集成度越来越强，工作电压力越来越低。EV熔断器是传统低压熔断器与汽车保险丝的跨界产物，但是目前业界并无标准定义,  因此工程师选型时应注意些什么呢？

 

 1.额定电压:

 

熔断器的额定电压不得低于系统工作电压，必须选用直流熔断器

 

2.额定电流:

 

根据系统最大连续负载电流计算熔断器额定电流(后述)，加以汽车应用因数

 

选择合适的尺寸与安装方式, 通常为螺栓紧固，确认是否需要保护线缆(overload能力)

 

建议辅机保护尽量跟做线缆匹配保护。

 

然而在额定电流选型是怎么计算的呢？

 

EV熔断器的额定电流, 是在低压熔断器选型计算的基础上加以考虑汽车的特殊要求:

 

熔断器额定电流In的计算:

 

Ib = In x Kt x Ke x Kv x Kf

 

可转换为: In≥ Ib/(Kt x Ke x Kv x Kf)- 公式(1)

 

其中:

 

In: 熔断器的额定电流

 

Ib: 熔断器所在回路可允许的最大连续负载电流- 客户确认工作电流；

 

Kt: 温度校正因数 - 客户确认使用环境温度

 

Ke: 连接器件热传导因数

 

Kv: 风冷校正因数

 

Kf: 频率校正因数

 

Kt: 温度校正因数

 

熔断器熔断的原理是过电流导致的过热将熔丝熔断, 相应的环境温度的变化会导致熔断器提前或延缓动作时间, 所以设计选型务必考虑环境温度因素。

 

如下图：范例, 但选型时请联系工厂确认。

 

 

Kv: 风冷校正因数

 

依上述, 额外对熔断器做强制风冷会影响熔断器动作时间。

 

对于电动汽车应用, 推荐自然冷却, 则Kv为1

 

 

Ke: 连接器件热传导因数

 

熔断器采用铜排连接, 依照铜排的电流密度从下图连接器件热传导因数校正曲线图，可得热连接校正因数Ke。

 

一般熔断器的铜排电流密度在2-4amp/mm2, 额定电流大的应尽量让电流密度低一些。

 

 

Kf: 频率校正因数

 

直流电流频率1000Hz以下, Kf为1

 

 

通过公式(1)计算得出的熔断器额定值是一个初步选型数据，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校正，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。

 

对于电动汽车, 该因数通常为1.6, 即

 

In≥ 1.6 * [Ib /(Kt x Ke x Kv x Kf)]

 

下图则是EV简易电气架构

 

 

 

比如一个电动巴士项目, 系统电压不超过700VDC。

 

总计用9颗熔断器, 用途及工作电流如下:

 

直流快充: 150A

 

交流慢充: 30A

 

电机控制器: 电流为210A，峰值电流310A（30s）

 

DC/DC: 电流7.5A

 

EPS: 电流12A，峰值15A(5min)

 

暖风机: 3A

 

前空调1/前空调2/后空调: 电流为5A，峰值电流为7A

 

最终选型如下：

 

 

选择pioneer ASTM熔断器作为EV保护方案:

 

全面的产品供应:

 

32Vdc~800Vdc

 

500mA~700A

 

0603(1.6x0.8mm)~Φ38x75mm

 

专业的直流熔断器方案研发与生产

 

SMD

 

PV

 

DMI

 

EV/HEV

 

目前市场电子产品的需求和发展，半导体和IC的功能集成度越来越强，工作电压力越来越低，近几年pioneer（凯新达）也逐渐从独立分销商转型为混合分销商，也在众多元器件中拿下了博钺电子的代理权，博钺电子科技有限公司，始创于2012年，自公司成立以来，致力于贴片保险丝与低压熔断器的研发和生产，并在大电流和高电压的小型化上面有独到的研究，产品更是涵盖消费电子，通信保护，HVDC，数字仪表DMI，光伏PV，电动EV/混合动力HEV。

 

 

 

推荐阅读：

盘点电子电路常见故障类型及处理方法

圆片级测试MEMS器件的解决之道

湿度测量中该如何选用传感器呢？

电子行业事件点评:MEMS传感器迎来春天

传感技术发展加速物流行业"智能化、绿色化"进程