EV/HEV系统保护熔断器选型指南

时间： 2023-11-23 来源：Vicfuse

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新能源汽车EV（Electric Vehicle）混合动力汽车HEV（Hybrid and Electric Vehicles）的迅猛发展，给以熔断器（Fuses）为主的车辆电气系统保护带来了新的机遇和挑战；迄今为止，尚无有全球统一的熔断器新标准被广泛接受，新能源车辆用熔断器主要参考的标准有UL248-1/20；AECQ-200；JASO D622；SAE J2781；ISO8820-1/8等，如何选用合适的熔断器对新能源车辆的电气系统进行有效的保护，需要根据电气系统的设计保护特性考虑，以达到安全性、可靠性、高效的目标。

按照新能源车辆10年的寿命周期评估，在此期间，充电桩、车辆被反复启动、频繁使用，设计时必须考虑使用可靠的保护元器件，给予消费者最大程度的安全保护；采用更安全更可靠的寿命设计，意味着在最恶劣的条件下，产品生命周期内更少的维护投入，更高的投资回报；对高效的电源转换是充电（AC/DC/无线充电）的核心诉求，最大程度的减少充电电能损失及充电时间，是消费者越来越重视的因素。

新能源车辆的电气系统及熔断器:

新能源车辆的熔断器选型因素包括：

1、电压(Vrated)：整个电气系统的最高电压已经达到了1000VDC；这意味着大功率和高效充电成为发展的方向(P=UI：要想提升功率，电流的增加要加大线缆的直径，无论设计、成本、重量都变大了，提升电压相比就简单很多)；所选熔断器的额定电压大于或等于要保护的电路电压即可。

2、电流(Irated)：影响熔断器额定电流的因素有被保护电路的最大通流、环境温度、是否密封、导线（或铜排）的截面积、冷却方式、循环负载、海拔因素、与其他保护器件（如接触器、继电器、断路器等）的配合；与工业类熔断器额定电流测试（环境温度：-5℃~30℃；连接导线或铜排的电流密度为1.3A/mm²在开放的实验室；恒流源供电；无振动等）环境不同，新能源车辆的状况更加复杂，越详细的选型因素越有助于选择合适的熔断器，避免熔断器提前结束寿命。

3、分断力(IR)：设计工程师可根据电路的实际需要选择，在电路短路的时间常数内（一般以L/R=5ms评估），熔断器能够分断最大短路电流及最小短路电流即可。

4、尺寸、重量、安装方式：轻量化一直是汽车追求的目标，尽量采用尺寸小、自重轻的熔断器，安装方式根据设计需要而定。

新能源车辆熔断器的额定电压、分断力、尺寸、重量易于评估，额定电流将展开：

1、被保护电路的正常满载电流（定义为Ia）：EV/HEV熔断器在电力转换电路中的位置不同，通过熔断器的负载电流不同，该值大多数情况下设计工程师可提供；无法获得正常满载电流的应用，需要计算稳态电流来确定；

2、环境温度（定义为Kt）：EV/HEV的熔断器工作环境温度会达到60~85℃，过高的环境温度会影响到熔断器的通流，需要使用温度降额系数对熔断器的通流进行修正；

温度修正曲线如下：

风速修正系数曲线如下：

3、是否密封（定义为Ks）：EV/HEV的熔断器通常都会安装在狭小密闭环境内，这会导致熔断器在工作时的热量不易散失，温度升高。Vicfuse建议采用Ks=0.8进行降额修正；

4、导线（或铜排）的截面积（定义为Kb）：EV/HEV追求轻量化的设计，可能采用与熔断器的连接导线（或铜排）的截面积会超过1.0~1.6A/mm²(参考IEC60269-4)，修正系数如下：

5、冷却方式（定义为Kv）：设计者可能会考虑采用风扇对装在狭小密封空间内的EV/HEV熔断器进行辅助散热，冷却修正系数如下：

6、循环负载（定义为Kg）：不同的驾驶习惯和功率需求导致EV/HEV熔断器承受的负载呈非线性变化，这种瞬间的负载会导致熔断器的“狭径”部位受损或产生金属疲劳，进而导致熔断器寿命的提前终结。根据超过20年的跟踪观测，将熔断器的额定电流提高1.3~1.6倍(传统车用熔断器的过载测试点：1.35In~1.6In,10s~3600s)，可实现熔断器承受循环负载与设计寿命的匹配。故选取Kg=1.3；

7、海拔因素（定义为Kh）：EV/HEV熔断器在高海拔地区使用，由于空气密度降低导致散热慢，可按照2000米以上，每升高1000米降低5%的标准进行降额；综上所述，

根据计算结果，按照IEC标准，大取大原则，选取靠上限的标准额定电流熔断器（假设计算结果为607A，则选取630A的熔断器）。

I_fuse的理论验证：在EV/HEV熔断器的实际工作中，短时的过载是否会对熔断器造成损伤，导致寿命提前结束？需要将最大的过载电流Io与持续时间It，与选中的熔断器的I-T曲线进行比较，以Io不超过I_fuse的50%为宜。

与其他保护器件（如接触器、继电器、断路器等）的协调一致性配合：EV/HEV主要是熔断器的最小分断（2In~8In）-最大分断电流之间进行保护，在故障电流小于熔断器额定值2倍以下的区间，则是接触器、继电器、断路器等的保护范围。熔断器的熔断过程分为固-液-气-离子状态的转化，无法做到全范围内和接触器、继电器、断路器等的保护协调一致性。

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型号- VF392,VBS1051,VRA,VFRVL,VGC SERIES,2XVBS1749,VF391,AHN,VSS SERIES,BS883C,BS883B,VRH,BS88,VRK,VFSMD1206,VF218-P,VRJ,VFLT,VRL,VJF,BS884B,06LH,VRP,BS884A,VFSMD1210,06LF,VRX,VR10F/T,VFLR,VJT,VFSL,12SF,BS88EB,LO RHO VFSMD1206,VFSR,2XVBS3655,TPS SERIES,VBS3627,VRK5,VKF,VSP-LLXXXAXXVXX-X,VSP,VBS1727,VT1,VT3,VT2,VT5,VF318,VT4,SMP,VSS,VCF,VF312,VF313,VF314,VF315,VF275,VKT,VF370,04SF,LO RHO VFSMD1812,VF372,LO RHO VFSMD0603,VCT,VFVT,BS881C,VTF,BS881B,VF217-P,BS881A,12LH,VBS3655,12LF,BS881F,08SF,VFVL,VF881F,VFSMD2920,VF804,2D,2E,VFRX 60,TPS,VF400,VF242,VF881,VSP-LXXXAXXVXX-X,VDXXXAXXVXX-X,VLT,VF216SP,BS882C,VFUSB,PV160,BS882A,VFSMD0603,VFSMD1812,BS882F,VF229-P,VBS1749,BS883A,VA SERIES,PV10,VDC27,4SF-H,TPS 2A-1600A,VC20,VF235-P,VC22,4SF,VDC20,VGC14,VF239-P,VF171-P,VGC10,PV14,VDC22,VFHT,VF229,VF504,VF505,VF224,VF463,VF464,VF215SP,VDC36,VC10,VF224-P,BS88 SERIES,BS880B,VA,VD,VGC22,VD SERIES,VGC,VF877,VF239,VC14,VF477,VF235,VF874,NH,VF875,VF876,PV355,PV630,VGT,2XVBS3627,NT,LO RHO VFSMD0402,VF171,AFN,AXT-A,VFRG,LO RHO VFSMD1210,VFRH,06SF,VF606,VD SENES,VF448,VF449,VF324,VFRT,VF325,NT SERIES,VFRU,VF326,VFRV,VF443,NH SERIES,VDC14,VF242-P,VFSMD0805,VBS1028,VGC8,VF217,VF218,VFRX 90,LO RHO VFSMD0805,VF215,VF216,VF451,VF452,AXT,VF453,VF454

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威可特（Vicfuse）生产符合AEC-Q200标准的车规级保险丝和熔断器，涵盖适用于BMS系统的小型保险丝、高分断能力管状保险丝、PPTC自恢复保险丝及高压熔断器系列。产品能在极端温度环境下稳定运行，通过多项国际认证，符合CE/RoHS等环保标准。威可特AEC-Q200实验室已获UL275A车规级认证，确保产品质量和可靠性。这些保险丝和熔断器为汽车电路、电池及充电桩提供高效保护。

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型号- VSP-XXXXXXAXXXVACXX-KAR,VSP-A,VSP-E,VSP-B,VSP-C,VSP-A2001250VACD11K-AR

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型号- 12VASL100HWF,24VASL100CW,12VASL100CW,12VASL200HW,V38025R/F,V38040R/F,24VASL200CW,12VASL100CWF,V38008R/F,V38200R/F,V38006R/F,38VASL100CPWG,V38030R/F,12VASL200CW,12VASL50CPW,V38080R/F,24VASL200HW,10VASLCW,38VASL*CXW,VXXXXXXXX,10VASL*CXW,V38015R/F,12VASL100HW,V38020R/F,24VASL100CWF,38VASL200HPWG,24VASL100HW,12VASL200CWF,V38001R/F,38VASLCW,V38003R/F,12VASL200HWF,24VASL100HWF,□VASL□□□□□□□□□,V38140R/F,24VASL200HWF,V38005R/F,V38060R/F,12VASL100CPW,V38050R/F,38VASL100HPWG,V38012R/F,38VASL200CPWG,V38010R/F,24VASL200CWF

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Semiconductor Protection Fuses 1000V(IEC) Terminal BB

型号- VSP-000,VSP-000D,VSP-000XXXA1000VACDCBB-VAR,VSP-000 100A1000VACDCBBAR

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