鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量：0次 | 2019年11月22日
Tesla的Pyrotechnic電池斷開技術(shù)
今天寫一下這個主題，一方面探討一下這個技術(shù)本身，另一方面也探討一下專利的時間點(diǎn)。
1）Tesla的Pyrotechnic電池斷開技術(shù)
Pyrotechnic這個詞是引爆的意思，最早是在ModelS上面用來在12V環(huán)路下斷開電源的，然后在ModelX的設(shè)計上從12V移植到了高壓系統(tǒng)段，然后在Model3上繼續(xù)使用。
從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上來看，在2011年12月遞交的專利《Pyrotechnichighvoltagebatterydisconnect》寫的很清楚。
這個設(shè)計目的是可以在安全氣囊和車輛管理系統(tǒng)通過邏輯控制實(shí)現(xiàn)斷開操作的，目的是不僅僅要求過流和外短路兩種情況，在碰撞以后也可以作為強(qiáng)制的斷點(diǎn)，讓事故的電池包予以區(qū)分和標(biāo)記
在圖9中，專利作者已經(jīng)把在高壓端的應(yīng)用寫上去了（替代實(shí)施例，在HV高壓線路中使用Pyrotechnic開關(guān)直接切斷HV電池與車輛的電氣系統(tǒng)之間的連接）
實(shí)際的應(yīng)用，我們仔細(xì)看一下，一開始是集成在12V電池上邊用來切斷整個12V，給高壓系統(tǒng)緊急下電，并且防止12V線路短路。
然后在ModelX遇到的問題，是電流比較大，在感性回路中，出現(xiàn)斷開里面有抖動的電流，使得接觸器粘連，這個在Autoliv所作的實(shí)驗(yàn)中有體現(xiàn)，如果不在高壓端做處理，熔絲匹配會有點(diǎn)困難，在本身需要極端的瘋狂模式輸出很高的電流，匹配熔絲和峰值電流是比較困難的事情，不容易比較順利的熔斷，設(shè)計這個Pyrotechnic放在12V端沒有起到效果。
所以我們看到了這個東西：
大家可以與《Pyrotechnicdisconnectwitharcsplitterplates》的專利進(jìn)行對比，電流的需求使得在上面并聯(lián)保險絲的做法，來匹配電流。
這個設(shè)計難點(diǎn)是一方面能把爆破室和材料設(shè)計好，搞定可靠性的問題
還有在大電流的情況下，能否把電弧控制下來，不造成二次的傷害
到了Model3這個匹配好Autoliv的產(chǎn)品，變成了一個很重要的保護(hù)器件，這個大家應(yīng)該很清楚。
到現(xiàn)在博世、KSS、Gigavac、eaton都基于自己的特點(diǎn)開發(fā)產(chǎn)品，基于化學(xué)品和基于電磁特性的分兩種路徑在演進(jìn)。
2）專利和考慮
在2012的專利里面，估計特斯拉的工程師并不覺得在HV端比較成熟，主要是要設(shè)計出滅弧的產(chǎn)品，一開始大家都在接觸器驅(qū)動端做了很多的處理，一方面把它作為ASILD的功能，一方面也做了很多的安全考慮。
隨著上量，隨著事故的增多，可以恢復(fù)的斷開器也會隱含一些風(fēng)險，如果軟件沒做好標(biāo)記，事故包沒有經(jīng)過專門的檢查就再次使用，其實(shí)增大了自燃的風(fēng)險。
所以在這個里面，采用這種偏軟件可控的考慮，其實(shí)是一個很好的解決思路。
特斯拉寫專利的時候，一方面是比較早的把可能可以的考慮寫進(jìn)去了，一方面也后面進(jìn)入了原件層面的設(shè)計，有了一些博弈的籌碼.
我覺得在電池系統(tǒng)集成方面的專利布局和技術(shù)采用中，除了一些集成考慮以外，元件層面的原理和比較好的匹配應(yīng)用還是主要的突破方向。
小結(jié)：把專利和產(chǎn)品應(yīng)用對起來，還是有一些感悟的，從產(chǎn)品層面考慮的安全、成本、可靠性和穩(wěn)定性，從技術(shù)前進(jìn)布局要仔細(xì)考慮哪些能嘗試，先摸索轉(zhuǎn)化為IP和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，兩者考慮的路徑是差了3-5年的，預(yù)則立不預(yù)則廢。
