鉅大鋰電 | 點擊量：0次 | 2019年11月22日
Tesla的Pyrotechnic電池斷開技術
今天寫一下這個主題，一方面探討一下這個技術本身，另一方面也探討一下專利的時間點。
1）Tesla的Pyrotechnic電池斷開技術
Pyrotechnic這個詞是引爆的意思，最早是在ModelS上面用來在12V環路下斷開電源的，然后在ModelX的設計上從12V移植到了高壓系統段，然后在Model3上繼續使用。
從拓撲結構上來看，在2011年12月遞交的專利《Pyrotechnichighvoltagebatterydisconnect》寫的很清楚。
這個設計目的是可以在安全氣囊和車輛管理系統通過邏輯控制實現斷開操作的，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制的斷點，讓事故的電池包予以區分和標記
在圖9中，專利作者已經把在高壓端的應用寫上去了（替代實施例，在HV高壓線路中使用Pyrotechnic開關直接切斷HV電池與車輛的電氣系統之間的連接）
實際的應用，我們仔細看一下，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所作的實驗中有體現，如果不在高壓端做處理，熔絲匹配會有點困難，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》的專利進行對比，電流的需求使得在上面并聯保險絲的做法，來匹配電流。
這個設計難點是一方面能把爆破室和材料設計好，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的產品，變成了一個很重要的保護器件，這個大家應該很清楚。
到現在博世、KSS、Gigavac、eaton都基于自己的特點開發產品，基于化學品和基于電磁特性的分兩種路徑在演進。
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，主要是要設計出滅弧的產品，一開始大家都在接觸器驅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，可以恢復的斷開器也會隱含一些風險，如果軟件沒做好標記，事故包沒有經過專門的檢查就再次使用，其實增大了自燃的風險。
所以在這個里面，采用這種偏軟件可控的考慮，其實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去了，一方面也后面進入了原件層面的設計，有了一些博弈的籌碼.
我覺得在電池系統集成方面的專利布局和技術采用中，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用還是主要的突破方向。
小結：把專利和產品應用對起來，還是有一些感悟的，從產品層面考慮的安全、成本、可靠性和穩定性，從技術前進布局要仔細考慮哪些能嘗試，先摸索轉化為IP和實驗數據，兩者考慮的路徑是差了3-5年的，預則立不預則廢。
