模組的短路包含模組的高壓連接外短路與采樣線短路兩種常見情況。

 

 

模組的短路危害方式可分為兩種，一種是短時間的短路，一種是長時間的短路。

 

(1)模組的短時間的外短路，即外部在短時間短路時，模組的所有電芯都都處於短路回路中
，根據模組的電壓、DCR與短路電阻(如測試設備電阻等)計算，短路電流常達到3000~5000A。在很短的時間內，模組內部會產生大量的熱，如果設計上不做保護，電芯很容易出現防暴閥打開
，甚至起火的安全風險。

 

針對這種情況，可以在每個Cell的內部設計一個Fuse(國外有針對每個電芯焊接一個Fuse的設計，國內也有針對每個電芯配一個貼片Fuse的設計
，具體形式可以有很多種)，在短路瞬間，斷開電流回路,起到短路保護的作用。(也有采用PTC進行保護的方案
，溫度升高時電芯電阻陡增，從而限製大的短路電流。)

 

(2)模組長時間的短路
，上麵我們已經提到，通過電芯的fuse，當模組短路時，可以斷開回路，是否意味著pack係統因為電流回路的斷開就安全呢？實際上並不是這樣的。這一點容易被忽視掉。

 

我們先講電芯fuse斷開的情況，根據下圖所示，模組短路時
，電流回路已經斷開
，即Fuse2由通路轉為開路(短路時，一般會有其中一串先斷開，很少有多串同時斷開的情況)，由於外短路的連接，Cell2的外部形成一個UCell1+Ucell2+UcellX的de電dian壓ya，這zhe個ge反fan向xiang電dian壓ya可ke能neng會hui對dui電dian芯xin內nei部bu進jin行xing電dian解jie，同tong時shi累lei積ji熱re量liang
，當dang熱re量liang達da到dao一yi定ding長chang度du後hou，電dian解jie產chan生sheng的de氣qi體ti將jiang衝chong破po防fang暴bao閥fa


，容rong易yi出chu現xian起qi火huo現xian象xiang。

 

說明：以上的Fuse1是指Cell內部的保險部件，在電芯短路時會斷開電芯與外界的連接。 Fuse1Cell1Fuse2Cell2Fuse3Cell3+_U反=UCell1+Ucell2+UcellX外部短路部件短路後，新的電壓回路。

 

 

這裏需要注意，模組的電壓一般都比較低，反向電壓對電芯的破壞較小，而在pack係統中，該反向電壓會很大
，危害會更突出。

另外一種是電芯外部增加fuse的設計方案，比如在模組的busbar上設計薄弱的過流界麵。模組短路時，busbar會熔斷，從而起到短路斷開功能。這樣設計有一個優點：短路斷開時，電芯不會有反向電壓。同樣的，在pack係統中，該反向電壓會比較高，busbar熔斷常伴隨著拉弧等安全問題。

 

 

為了降低短路危害，需要在pack主回路中增加fuse。一般的MSD常帶有fuse功能，關於fuse熔斷曲線的要求
，我們以前的文章已經介紹過

，這裏不再贅述。

 

 

模組的采樣線原則上也屬於高壓線束
，其短路形式可以分為兩種情況
，一種是采樣線的直接短路，另外一種是采樣線進水短路。

采樣線直接短路常出現在線束被擠壓的情況下。比如模組的搬運過程中可能不小心擠壓到線束

，或者由於pack設計的不合理，在振動、衝擊、碰撞等情況下
，線束可能破損引起短路。

 

關於這類的問題，一般的解決方案是在每跟采樣線增加一個小的Fuse，當采樣線出現短路
，這個Fuse就會斷開短路相關的電芯
，避免線束燃燒，實現保護模組的目的。

 

Fuse1 Cell1 Fuse3 Cell2 Fuse3 Cell3 Fuse2 Fuse4 CSC采樣電路

 

 

采樣線的另外一種常見短路形式是進水短路。這種類型的短路電流受短路介質、接(jie)觸(chu)情(qing)況(kuang)影(ying)響(xiang)，短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)一(yi)般(ban)很(hen)小(xiao)。該(gai)短(duan)路(lu)的(de)破(po)壞(huai)形(xing)式(shi)也(ye)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)，一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)大(da)阻(zu)抗(kang)小(xiao)電(dian)流(liu)放(fang)熱(re)
，一(yi)方(fang)麵(mian)有(you)水(shui)電(dian)解(jie)引(yin)起(qi)的(de)線(xian)束(shu)燃(ran)燒(shao)風(feng)險(xian)。通(tong)過(guo)采(cai)樣(yang)線(xian)束(shu)增(zeng)加(jia)fuse的方法不能完全解決該問題。基於此，pack設計上需要講究，避免水進入到采樣線束連接接頭
，如有可能，可考慮采樣防水連接器。