在800V整車系統(tǒng)中，由于電壓提高導(dǎo)致整個系統(tǒng)的絕緣要求提升和短路保護的措施提升，我覺得這里涉及到熱熔絲往PyroFuse有幾個核心的原因：

●在快充工況下，高功率充電的持續(xù)電流，比之前設(shè)計的規(guī)格更大，所以容易使得熱熔絲提早老化。

●把熱熔絲的規(guī)格提上去，容易和高壓接觸器更難匹配，到800V以后接觸器相對更脆弱。

●在特斯拉Model S Plaid設(shè)計中，整個后驅(qū)動雙電機的設(shè)計，大大提高了驅(qū)動電流的峰值，這也使得動態(tài)電流匹配出現(xiàn)了困難。

也就是說，熔絲和接觸器要匹配的穩(wěn)態(tài)電流和快充電流沖突，而短路保護的瞬態(tài)電流開始和高功率的驅(qū)動電流直接懟上了。中國消費者對電動汽車的使用，在全球范圍內(nèi)來看是溫柔的，這個設(shè)計一旦往歐洲和美國去用，潛在的問題就是保護的要求和消費者實際使用的極端工況容易重合。所以我的理解，想要滿足這些設(shè)計匹配，在250A快充往400-500A去考慮；驅(qū)動逆變器功率設(shè)計從150kW往250kW甚至更高300-350kW設(shè)計，Pyrofuse是一個必需品。

▲圖1.Taycan的800V設(shè)計電路

Part 1

特斯拉的電路設(shè)計

特斯拉一開始是用熱熔絲的，從目前來看單純Pyrofuse也經(jīng)歷了三代的技術(shù)方案迭代：

●早期Model S上的1代Pyrofuse

●當前Model 3和Model Y應(yīng)用最為廣泛的第2代產(chǎn)品

●最新應(yīng)用在S/X plaid車型上的第3代方案

▲圖2.特斯拉的迭代

這個保護的設(shè)計，是特斯拉技術(shù)迭代的一個縮影，其實是從保護電流匹配從模糊走向精確的主要技術(shù)方向。在這之后，我們看到大眾的MEB平臺也做了相應(yīng)的設(shè)計。

▲圖3.特斯拉的電氣結(jié)構(gòu)保護的設(shè)計

特斯拉設(shè)計Pyrofuse，在Model 3/Y或者Model S Plaid都是配置在電池中間，并且開始把它作為獨立的維修單元使用。在整個高壓電氣回路發(fā)生外短路或發(fā)生碰撞的時候，Pyrofuse能及時斷開電氣連接，能夠確保整個能源回路打開。通過打維修窗口可以直接更換Pyrofuse。

Pyrofuse是從Autoliv在12V系統(tǒng)上最先導(dǎo)入的，它包含幾個基本的組建。

●引發(fā)器：這是執(zhí)行結(jié)構(gòu)，在收到驅(qū)動信號以后，通過爆破的推力斷開連接電路。

●外部檢測電流和判斷電路，通常需要通過電流傳感器，這里有兩種方式，一種是BMS來處理，一種是Pyrofuse本身自帶電流檢測。

●滅弧裝置：由于切斷高壓電流會產(chǎn)生巨大的電弧，因此需要考慮如何處理電弧，通?？梢允褂眯〉臏缁?a target="_blank">熔斷器，吸引電弧轉(zhuǎn)移并吸收掉電弧的能量。

▲圖4.Pyrofuse的基本結(jié)構(gòu)

從成本結(jié)構(gòu)來看，這個Pyrofuse的BOM是比較簡單的，結(jié)構(gòu)件主要包括Busbar和電弧吸收。注意為了切換連接，和普通的Busbar不一行，Busbar必須要考慮“弱化”設(shè)計，通過設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)強度，在觸發(fā)的時候斷開Busbar斷開之處。而電弧吸收室，相信搞電力設(shè)備的同志會很熟悉，這就是典型的層疊設(shè)計，引導(dǎo)和吸收電?。▋?nèi)部包含白色的復(fù)合材料墊，主要目的是阻燃）。

▲圖5.Pyrofuse的整體結(jié)構(gòu)

觸發(fā)的時候通過上蓋處的引線傳遞信號。

Part 2

電路設(shè)計成本

●特斯拉的迭代

◎特斯拉采用了BMS主控的方式，利用主回路的電流傳感器，讓BMS的高功能系統(tǒng)來仲裁是否需要切段，特別是后續(xù)采用博世的驅(qū)動芯片來完善這個功能安全設(shè)計。

◎從并聯(lián)的小熔斷器將電弧引來，到后續(xù)采用層疊電弧滅弧室來設(shè)計（將電弧分成多個小電弧，使總電壓升高，從而抑制電流并中斷電路）。

◎在觸發(fā)方式上，采用兩個引發(fā)器，配置在觸發(fā)存儲罐中，一個目標是斷開Busbar，釋放出固體顆粒和熱能，通過兩次觸發(fā)來釋放氣流來吹電?。▽崿F(xiàn)偏移電?。?。

因此我們回到伊頓的分斷器，如果這個分斷器如果真的可以實現(xiàn)上述接觸器+Pyrofuse的功能，整個電氣設(shè)計還是得到了很大的改變。這個等于把Pyrofuse做的工作，一次次讓切斷回路多做幾次，缺點是這個滅弧設(shè)計得很強大才行。

小結(jié)：在三電系統(tǒng)設(shè)計方面，其實整體來看，電動汽車和整個我們熟知的電氣網(wǎng)絡(luò)是融合的。

審核編輯 ：李倩