鉅大LARGE | 點擊量:10527次 | 2018年10月02日
動力電池系統的MSD功能與選型
為了保證電池在使用過程及維護過程的安全性,動力電池系統Pack中的MSD的開始由選配逐漸成為標配。MSD具備哪些功能,如何保證Pack的安全性,在這里給大家分享一些個人理解,拋磚引玉。
1.MSD簡述
MSD的英文全稱:ManualServiceDisconnect;中文名:手動維護開關。
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。
圖1.BMWi3電池包的MSD安裝位置
圖2.Leaf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
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3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。
圖3.MSD電流—時間曲線
圖4.MSD電流—時間曲線
附:典型MSD的圖片說明
圖5.MSD結構說明(示例)