电动汽车起火事故频发 论熔断器的保险功能与品质安全

熔断器有交流和直流用途之分，交流类型的熔断器按照传统工业配电系统的照明线路、电器开关、电机泵类的保护特性进行设计和制造，不具有开断直流短路电流与电弧能量的足够能力和安全性，显然不能在电动汽车直流系统安装使用。而车载的锂电池、储能电容、电动机、变流器和电控线路均属直流系统，都需要直流类型的熔断器做短路保护，才能保证安全可靠的正常运行和超强能力的短路开断效果。每年几十万辆电动汽车是否都正确合理地选用了直流型熔断器，估计谁也说不清楚。那么，需要探究的第一个问题是：电动汽车应该选用何种保护特性的直流型熔断器？

按照国际电工委员会颁布的IEC60269熔断器系列标准(与国标GB/T13539系列等效)的规定，熔断器在符合基本要求(GB/T13539.1)的基础上，分为专业人员(GB/T13539.2)、非熟练人员(GB/T13539.3)和半导体器件(GB/T13539.4)三大使用类型，又区分为“全范围过载和短路保护”与“局部范围短路保护”两大类别，再细分为后备特性(aM--延时短路保护)，一般用途特性(gG--工业配电全范围保护)，速断特性(gR--半导体过载与短路保护、aR--半导体短路保护、gS--半导体线路保护)，按熔化分断的速度差异设定了3个熔断特性等级。

电动汽车的锂电池、储能电容、电动机、变流器等重要装置，以锂电池系统最为关键也最为昂贵，而且车内高压电缆的路径很短，发生短路故障时会在1-2毫秒(ms)内形成强大的浪涌冲击电流(约5-10KA以上)，必须在极短瞬间安全切断短路电流，消除高压电弧的破坏能量，才能有效防止锂电池与半导体装置因急剧过热引发的爆炸泄漏和起火燃烧。选择aR半导体短路保护的直流快速熔断器，以其动作灵敏、瞬间熔断，灭弧彻底等优点，显然能最大范围的兼容动力蓄电池、储能电容、电动机、电子器件与电控线路的综合保护需要，应该是目前所有电动汽车普遍适用的唯一优化选项。

有人会问说：那么选择gR过载与短路全面保护的直流熔断器岂不更好？

众所周知，电动汽车都要配置一个电池管理系统，该装置简称BMS，具有对锂电池系统进行过压、欠压、过流、过充、过放、过热等实时监测的调节控制功能，在锂电池出现某些异常时，BMS能及时进行调整限制、抑制报警甚至关停运行。过流就是电流过载，对可容忍的过载如汽车的加速、加载、爬坡、颠簸等连续行驶过程，谁也不希望此时发生停电抛锚，BMS通过预先设定可以允许放行，但gR过载保护熔断器没有智能判断力，只要温度累积升高到银的熔点(960℃)就开始熔化分断，对本可容忍的过载也不会轻易放过，这对驾车人就是一个十分纠结的功能性缺陷。与其让熔断器与BMS抢道超行，不如实行合理分工，由BMS或断路器去做过载范围的合理防护，由aR熔断器去做短路电流的安全保护。BMS是一套精密的高科技电子装置，对汽车内外部突如其来的短路电流却毫无强制关断的招架之力，但aR熔断器能以超强的限流作用和开断能力，在几个毫秒内全部消除短路危害，以自我牺牲的极小代价换取电动汽车的整体安全。因此，使用偏重过载保护的gR熔断器未必是最佳的合理方案。

第三个问题是：凡是aR直流快速熔断器就能给电动汽车提供安全可靠的保护伞吗？

答案是：不一定！

只有品质优良的熔断器才具有安全可靠的短路保护作用，如果是挂羊头买猪肉的仿冒产品呢？如果是粗制滥造的山寨产品呢？这在中国市场极为常见，上当受骗的消费者往往仰天长叹，恨无火眼金睛去识别真伪良莠。选购电动汽车直流熔断器，只要不是贪图便宜而不计较质量好坏，就可采用如下的5步套路判定产品质量和安全可靠性，在采购之前做到去伪存真，实现沙里淘金：

1、最好是直接去熔断器制造厂做实地考察，对电动汽车必不可少的重要器件，首先应对熔断器的核心部件“熔体”做一番质量鉴定，必须是高纯度(99.99%)银制冷轧带作精冲成型；通过热熔恒压点焊，达到精准的电阻值一致性控制。同一规格产品的阻值偏差超过了5%，就有使用杂质银或是熔体存有断裂或虚焊的隐患，熔体电阻严重超差、安装位置不正、过于靠近管壳内壁等细节问题，表明生产过程已经质量失控，这些品质不良的熔断器在通电运行中，常因温度过热而提前熔断并烤焦管壳使之大面积碳化。

熔断器管壳必须是高强度、高绝缘、耐高温、抗燃烧的材质构造，才能像“火花塞”一样在高温环境长期保持固有的综合强度，经得住短路电流冲击和高压电弧灼烤而不会自燃起火。如果管壳在120℃以上已经碳化变色软化变形，管内砂粒被大量碳离子污染后，绝缘强度会迅速大幅下降变成“半导体”，有被高压强电二次击穿的危险，如管壳材料用普通打火机就可点燃起火，将会诱发与“5.26”一样的严重后果。

1、熔断器内部填料必须是高纯度、耐高温的SiO2精选石英砂，经过高温固化烘干处理，形成坚硬砂柱包裹住全部熔体，增强了整体抵抗振动冲击的耐受力，通电运行时可以传导散热、熔断过程会强制熄灭电弧。不固化的散装填砂在长期行驶颠震中若出现泄漏，熔断器的灭弧能力将大幅下降甚至完全丧失，炽热的短路电弧会直接喷出管壳，引燃车内的线缆和易燃物品，后果同样极其危险。