msd在动力电池系统的应用

msd是指手动维护开关的简称,是为了保证动力电池组在使用过程及维护过程的安全性,在动力电池系统Pack中安装使用的。MSD具备哪些功能,如何保证Pack的安全性。

msd在动力电池系统的应用
msd在动力电池系统的应用

MSD的主要功能:为了保护在高压环境下维修电动汽车的技术人员安全或应变突发的事件,可以快速分离高压电路的连接,使维修等工作出于一种较为安全的状态,如外部短路情况保护,维修时需要断开高压。

电池包的MSD安装位置

电池包的MSD安装位置

MSD的基本原理:将MSD设计在Pack主回路中,内置高压保险丝,及高压互锁功能。在外部短路时保险丝切断高压回路;需要手动断开高压时,高压互锁先断开,然后再断开高压回路。

2.MSD需要具备的功能

1)满足耐火:MSD除Fuse外的材料都是塑料材质,必须保证MSD的材质满足UL94V0的耐火等级。新国标要求火烧测试130s,如果MSD不耐火,外部火从MSD进入Pack里面,这个是不能接受的。
2)满足IP等级:MSD安装一般安装在箱盖上,为了保证Pack满足IP67或IP6k9k,MSD自身必须满足IP67与IP6kk,在MSD选型时,需要把这个作为一个基本参数考虑,要求供应商提供验证的相关报告。如果可能,先对MSD部件进行振动,振动后再进行IP67或IP6k9k测试,这样能保证这个部件在Pack整个寿命周期内的IP可靠性。
3)满足IP防护MSD在连接时,要保证IPXXD,断开时满足IPXXB,这个是很容易被忽视。不满足IPXXB,就意味看手指可以接触到高压危险部件,这是不允许的。
4)可直接手动MSD的设计必须保证,不需要断开任何工具即可实现手动断开,且这种断开,连接的次数至少50次.
5)可直接手动断开:MSD的设计必须保证,不需要断开任何工具即可实现手动断开,且这种断开,连接的次数至少50次。实际的要求次数要远大于这个次数(可能到500次)

在实际的应用中,MSD的设计要求还应该包括使用温度范围,带载切断能力,耐化学腐蚀,机械强度可靠性等功能要求。

3.MSD在Pack中选用需要考虑的要素

a:设计在Pack的电池中间位置,如100串的电池Pack,需要将MSD设计在50串的中间位置,为了保证断开时起到降总电压的功能,总电压切断成几段较低的电压,可以降低可能的安全风险。

b:Pack安装后,MSD必须在车内,可以实现车内乘客可以在发现安全隐患时,在车内就可以快速切断高压回路。

c:MSD选型时,需要考虑以下几个因素:

(1)额定电压:如果PACK的最大电压在400V上下,应选择大于等于DC450V档;

(2)负载持续电流:MSD的额定电流应大于负载持续电流的2倍;

(3)负载峰值电流:MSD的负载峰值电流能力需要大于负载峰值电流;

(4)反应时间考虑:MSD的熔断反应时间应该小于继电器的粘连时间。

MSD虽然只是Pack的一个小部件,由于这个部件涉及到产品的安全,它的选型非常重要,需要大家做充分的考虑。

5.MSD的选型示例

某项目电池包的输出功率要求电流约130A

a:Pack的Umax:420V,MSD的额定电压需要大于等于450V。

b:考虑负载持续电流:MSD可选350A的Fuse(350A>2*130A)

c:反应时间考虑:即Umax:420VDCR100mΩ,短路电流:Umax/DCR=4200A

从下图可以看到4000A时MSD熔断时间为4ms,继电器粘连时间约30ms,MSD的熔断时间小于继电器的粘连时间,这个MSD可满足选型需求。

MSD熔断时间
MSD熔断时间
继电器粘连时间
继电器粘连时间
msd结构应用
msd结构应用实例

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