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。