动力电池系统庖丁解牛之MSD功能与选型

    为了保证电池在使用过程及维护过程的安全性，动力电池系统Pack中的MSD的开始由选配逐渐成为标配。MSD具备哪些功能，如何保证Pack的安全性，在这里给大家分享一些个人理解，抛砖引玉。

　　1. MSD简述

　　MSD的英文全称：ManualService Disconnect;中文名：手动维护开关。

　　MSD的主要功能：为了保护在高压环境下维修电动汽车的技术人员安全或应变突发的事件，可以快速分离高压电路的连接，使维修等工作出于一种较为安全的状态，如外部短路情况保护，维修时需要断开高压。

图1.BMW
i3电池包的MSD安装位置

图2. Leaf电池包的MSD安装位置

　　MSD的基本原理：将MSD设计在Pack主回路中，内置高压保险丝，及高压互锁功能。在外部短路时保险丝切断高压回路;需要手动断开高压时，高压互锁先断开，然后再断开高压回路。

　　2.MSD需要具备的功能

　　在实际的应用中，MSD的设计要求还应该包括使用温度范围，带载切断能力，耐化学腐蚀，机械强度可靠性等功能要求。

　　3. MSD在Pack中选用需要考虑的要素

　　a: 设计在Pack的电池中间位置，如100串的电池Pack，需要将MSD设计在50串的中间位置，为了保证断开时起到降总电压的功能，总电压切断成几段较低的电压，可以降低可能的安全风险。

　　b: Pack安装后，MSD必须在车内，可以实现车内乘客可以在发现安全隐患时，在车内就可以快速切断高压回路。

　　c: MSD选型时，需要考虑以下几个因素：

　　(1)额定电压：如果PACK的最大电压在400V上下，应选择大于等于DC450V档;

　　(2)负载持续电流：MSD的额定电流应大于负载持续电流的2倍;

　　(3)负载峰值电流：MSD的负载峰值电流能力需要大于负载峰值电流;

　　(4)反应时间考虑：MSD的熔断反应时间应该小于继电器的粘连时间。

　　MSD虽然只是Pack的一个小部件，由于这个部件涉及到产品的安全，它的选型非常重要，需要我们做充分的考虑。

　　5.MSD 的选型示例

　　某项目电池包的输出功率要求电流约130A

　　a: Pack的Umax:420V, MSD的额定电压需要大于等于450V。

　　b: 考虑负载持续电流：MSD可选350A的Fuse(350A>2*130A)

　　c: 反应时间考虑：即Umax:420V DCR 100mΩ , 短路电流：Umax/DCR=4200A

　　从下图3可以看到4000A时MSD熔断时间为4ms,继电器粘连时间约30ms, MSD 的熔断时间小于继电器的粘连时间，这个MSD可满足选型需求。

图3. MSD电流—时间曲线

图4. MSD电流—时间曲线

　　附：典型MSD的图片说明

图5. MSD结构说明(示例)

原文来源：捷能科技