到目前為止,特斯拉的Pyrofuse至少有三代的技術(shù)方案迭代,從最早應(yīng)用在MS/Y上的1代Pyrofuse,到當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的2代產(chǎn)品,再到最新應(yīng)用在S/X plaid車型上的“大號(hào)”2代方案。這個(gè)神奇的小玩意,也是特斯拉技術(shù)迭代的一個(gè)典型案例。 在之前的文章中,我們已經(jīng)探討過(guò)了它的一代產(chǎn)品,這里我們重點(diǎn)看下它的二代產(chǎn)品。這個(gè)產(chǎn)品無(wú)論是技術(shù)原理,還是實(shí)際應(yīng)用的方案,都會(huì)有比較詳細(xì)的材料進(jìn)行驗(yàn)證,可以把它弄得透徹,你可以把它的專利+實(shí)物+產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)行多角度的對(duì)比。 以M3/Y上的Pyrofuse為例,它作為電池包的主熔斷器,位于第二和第三個(gè)模組之間。在發(fā)生短路,或其他電氣故障時(shí),Pyrofuse能及時(shí)斷開2、3模組之間的連接,以確保電池包的安全。打開Penthouse的上蓋或不打開上蓋,便可以直接更換Pyrofuse,這樣便對(duì)于檢修。 Pyrofuse的工作有幾個(gè)必備要素:(1)引爆器,是主要的執(zhí)行結(jié)構(gòu),在收到指令后,通過(guò)爆破的推力斷開電路(busbar);(2)能夠獲得電流信息,可以與一個(gè)電流監(jiān)測(cè)傳感器相串連,Model 3即采用此方案,如上圖,也可以自身安裝有電流監(jiān)測(cè)器,這是Model S的方案;(3)有熄滅電弧的方案,Model S是通過(guò)引入兩個(gè)小的滅弧熔斷器,將電弧轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái),進(jìn)而吸收掉電弧的能量。(4)獲得開斷指令,1代熔斷器本身可以具備這個(gè)功能,同時(shí)可能也從BMS獲得。 具體看下第2代Pyrofuse,如下所示。 里面最為重要的兩個(gè)結(jié)構(gòu)件,一個(gè)是busbar,也就是上圖圖中的106;二是電弧分離板,用于busbar斷開瞬間滅弧。 此處的Busbar進(jìn)行了多處的“薄弱”設(shè)計(jì),下圖中的兩個(gè)地方,是引爆時(shí)Busbar斷開之處,斷開的方向如紅色箭頭所示。 而電弧分離板則是一種梯形狀的疊羅漢設(shè)計(jì),這個(gè)設(shè)計(jì)可以更好的引導(dǎo)和撲滅電弧。 整個(gè)Pyrofuse是通過(guò)兩個(gè)層級(jí)的塑料件嵌套在一起,這樣可以留出排氣口,最外層的還有向外排氣的小空,電弧分離板是固定在內(nèi)結(jié)構(gòu)件中;在兩層結(jié)構(gòu)件之間布置有白色的復(fù)合材料墊,推測(cè)是絕緣阻燃用的。 這幾處設(shè)計(jì)是它的核心所在,引爆時(shí)可以通過(guò)上蓋處的引線就可以傳遞信號(hào),下面的視頻是它的一個(gè)引爆過(guò)程: 2代Pyrofuse與1代相比有很大的設(shè)計(jì)調(diào)整,具體如下: (1)第2代Pyrofuse對(duì)很多的功能進(jìn)行了精簡(jiǎn),去掉了1代Pyrofuse電阻分流器的電流監(jiān)測(cè)功能,利用主回路上的shunt進(jìn)行電流監(jiān)測(cè),并通過(guò)BMS來(lái)發(fā)送電流值,這樣,把原來(lái)的控制計(jì)算功能也省去。 (2)另外一個(gè)變化較大的是關(guān)于滅弧的方式,1代Pyrofuse是利用并聯(lián)的兩個(gè)小熔斷器將電弧引來(lái),利用小熔斷器的爆破來(lái)吸收切斷銅巴瞬間產(chǎn)生的電弧;2代Pyrofuse則去掉了小熔斷器的方案,而采用一種叫做電弧分離板的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (3)另外一個(gè)與1代Pyrofuse所不同的是,2代Pyrofuse采用主、副兩個(gè)引爆器,它們都位于202引爆存儲(chǔ)罐中。主引爆器的主要功能可以是斷開和打開busbar,具有更快的爆炸速度和溫度,主引爆器爆炸后只釋放出固體顆粒和熱能;次引爆器則相對(duì)較緩慢,主要功能是偏移busbar斷開瞬間產(chǎn)生的電弧,同時(shí)釋放出強(qiáng)大的氣流,將電弧吹向分離板214,次引爆器爆炸后不僅釋放固體顆粒和熱能,同時(shí)有氣體產(chǎn)生。 綜上,2代Pyrofuse熄滅電弧的方式主要包括:通過(guò)電弧分離板來(lái)熄滅,原理是分離板會(huì)將電弧分成很多個(gè)串聯(lián)的小電弧,使總電壓升高,從而抑制電流并中斷電路;通過(guò)生成強(qiáng)大氣流來(lái)熄滅,次引爆器產(chǎn)生的氣體可以冷卻電弧并將電弧的等離子體與周圍空氣混合,將電弧吹向電弧分離板。 -活動(dòng)推薦-
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