msd在動力電池系統的應用

msd是指手動維護開關的簡稱,是為了保證動力電池組在使用過程及維護過程的安全性,在動力電池系統Pack中安裝使用的。MSD具備哪些功能,如何保證Pack的安全性。

msd在動力電池系統的應用
msd在動力電池系統的應用

MSD的主要功能:為了保護在高壓環境下維修電動汽車的技術人員安全或應變突發的事件,可以快速分離高壓電路的連接,使維修等工作出于一種較為安全的狀態,如外部短路情況保護,維修時需要斷開高壓。

電池包的MSD安裝位置

電池包的MSD安裝位置

MSD的基本原理:將MSD設計在Pack主回路中,內置高壓保險絲,及高壓互鎖功能。在外部短路時保險絲切斷高壓回路;需要手動斷開高壓時,高壓互鎖先斷開,然后再斷開高壓回路。

2.MSD需要具備的功能

1)滿足耐火:MSD除Fuse外的材料都是塑料材質,必須保證MSD的材質滿足UL94V0的耐火等級。新國標要求火燒測試130s,如果MSD不耐火,外部火從MSD進入Pack里面,這個是不能接受的。
2)滿足IP等級:MSD安裝一般安裝在箱蓋上,為了保證Pack滿足IP67或IP6k9k,MSD自身必須滿足IP67與IP6kk,在MSD選型時,需要把這個作為一個基本參數考慮,要求供應商提供驗證的相關報告。如果可能,先對MSD部件進行振動,振動后再進行IP67或IP6k9k測試,這樣能保證這個部件在Pack整個壽命周期內的IP可靠性。
3)滿足IP防護MSD在連接時,要保證IPXXD,斷開時滿足IPXXB,這個是很容易被忽視。不滿足IPXXB,就意味看手指可以接觸到高壓危險部件,這是不允許的。
4)可直接手動MSD的設計必須保證,不需要斷開任何工具即可實現手動斷開,且這種斷開,連接的次數至少50次.
5)可直接手動斷開:MSD的設計必須保證,不需要斷開任何工具即可實現手動斷開,且這種斷開,連接的次數至少50次。實際的要求次數要遠大于這個次數(可能到500次)

在實際的應用中,MSD的設計要求還應該包括使用溫度范圍,帶載切斷能力,耐化學腐蝕,機械強度可靠性等功能要求。

3.MSD在Pack中選用需要考慮的要素

a:設計在Pack的電池中間位置,如100串的電池Pack,需要將MSD設計在50串的中間位置,為了保證斷開時起到降總電壓的功能,總電壓切斷成幾段較低的電壓,可以降低可能的安全風險。

b:Pack安裝后,MSD必須在車內,可以實現車內乘客可以在發現安全隱患時,在車內就可以快速切斷高壓回路。

c:MSD選型時,需要考慮以下幾個因素:

(1)額定電壓:如果PACK的最大電壓在400V上下,應選擇大于等于DC450V檔;

(2)負載持續電流:MSD的額定電流應大于負載持續電流的2倍;

(3)負載峰值電流:MSD的負載峰值電流能力需要大于負載峰值電流;

(4)反應時間考慮:MSD的熔斷反應時間應該小于繼電器的粘連時間。

MSD雖然只是Pack的一個小部件,由于這個部件涉及到產品的安全,它的選型非常重要,需要我們做充分的考慮。

5.MSD的選型示例

某項目電池包的輸出功率要求電流約130A

a:Pack的Umax:420V,MSD的額定電壓需要大于等于450V。

b:考慮負載持續電流:MSD可選350A的Fuse(350A>2*130A)

c:反應時間考慮:即Umax:420VDCR100mΩ,短路電流:Umax/DCR=4200A

從下圖可以看到4000A時MSD熔斷時間為4ms,繼電器粘連時間約30ms,MSD的熔斷時間小于繼電器的粘連時間,這個MSD可滿足選型需求。

MSD熔斷時間
MSD熔斷時間
繼電器粘連時間
繼電器粘連時間
msd結構應用
msd結構應用實例

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