高压熔断器

高压熔断器
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保护电器
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基本信息
当今社会能源危机和环境污染问题与日俱增，全国大面积的雾霾天气更是为人们敲响了警钟。在环境污染方面，汽车的影响不容忽视。发展高效、节能、零排放的清洁型电动汽车已成为国内外汽车工业发展的必然趋势。为了提高电动汽车的动力性能和续驶里程，电动汽车动力电池组的电压越来越高，可达到几百伏，能量可以达到几十甚至上百千瓦时。动力电池组一旦发生短路，瞬间会产生巨大的能量，存在爆炸、起火的危险，严重地危及车辆及乘客的安全。为了保证车载用电器和乘客的安全，防止短路及过载现象的发生，一般选用熔断器进行保护。 
定义
ISO-8820和QC/T420-2004等标准中将它定义为：接于电路中，当电流超过规定值和规定的时间时，使电路断开的熔断式保护器件。熔断器是一个热能响应器件，熔断器中的熔片或熔丝是用电阻率较高的易熔合金制成，或用截面积较小的良导体制成。为了保护线束及其它设备，它被有意设计和制造成线路中最弱的一部分，线路在正常工作情况下，熔断器中的熔片或熔丝不会熔断；当系统中一旦发生短路或者严重过载时，熔片或熔丝会立即熔断，从而保护电路和电器设备。 
选用原则
为了使熔断器起到其应有的作用，确保整车用电器安全工作，选择合适的类型及规格就变得尤为重要。熔断器的选型涉及以下因素：施加在熔断器上的电流特性、电压特性、熔断器的环境温度、安装尺寸限制、应用线路等。当外加电压和安装尺寸一定的情况下，熔断器的选择主要从电流特性、环境温度及应用线路3个因素考虑。从应用线路上考虑，整车线路根据电流强弱可以分为高压大电流保护区和中低压小电流保护区。一般情况下，一辆电动汽车使用4～5个高压熔断器，主要包括电机控制器、空调线路、DC/DC、电池组加热器等高压大电流设备。一辆电动汽车使用中低压熔断器数量较多，主要是汽车线路中的中央控制盒，包括灯光线路、音响线路、刮水器线路等电器设备。其中中低压小电流保护区，熔断器可以按照传统燃油车的规范条件去选择。 
类型
1、英标熔断器
英式熔断器主要用于英联邦国家生产的设备。英标熔断器壳体采用陶瓷材质，产品具有体积小、性价比高等特点，特别受到240V以下的UPS厂商青睐。
2、美标熔断器
美式熔断器应用最为广泛，涵盖了大部分电力电子产品应用。美标熔断器壳体采用三聚氰胺网格布加陶瓷层叠工艺制成，抗冲击能力强，并且具有焦耳积分值小、功率损耗小、直流性能优越等特点，广泛应用在变电站、电力机车等场合。
3、欧标熔断器
欧标方形熔断器壳体采用陶瓷材质，该产品具有运行温度低、功率损耗小、焦耳积分值小等特点，适用于要求结构紧凑、性能优越、大功率应用场合，尤其在手动维修开关（MSD）中大量使用。
4、法标熔断器
法标熔断器具有循环性能强、体积小、构造独特等特点，适用于占用空间小的小型UPS、小型交流驱动器以及其它小功率应用。 
计算方法
对于高电流保护区，所选熔断器应具备以下性能： ①容量大，通常在几十到几百A； ②能够承受瞬间高电流、高脉冲； ③安全可靠性高； ④运行环境温度相对较高； ⑤机械特性好。
1、熔断器类型选择
根据熔断器工作环境、尺寸限制、电流特性、电压特性、连接方式等选择合适的类型。通常电动汽车高压熔断器会选用美标FWH、 FWP等系列。
2、熔断器参数确定
通常熔断器的额定电流值是基于环境温度23±5 ℃时的值，为了满足电动汽车实际工况要求，需要对额定电流值进行修正。可允许的最大连续负载电流可以用以下公式进行计算
Ib=In·Kt·Ke·Kv·Kf·Kb（1）
式 中：
Ib———可允许的最大连续负载电流；
In———熔断器的额定电流；
Kt———温度校正因数；
Ke———连接器件热传导因数；
Kv———风冷校正因数；
Kf———频率校正因数；
Kb———熔断器壳体校正因数。
通过上述公式，可以得到一个初步的熔断器额定电流。但是通常情况下In是一个非标准值，在选型的时候，选择大于In的那个标准值即可。
3、熔断器参数修正
通过公式（1）计算得出的熔断器额定值是一个初步选型数据，初步选型完成后，根据实际运行工况数据对熔断器额定电流值进行参数校正，例如通过过载电流持续时间、电流大小，冲击电流持续时间、电流大小等因素进行参数修正。