特斯拉带货：Pyrofuse和它的驱动电路

hudaren43

换个角度，特斯拉其实就相当于汽车界的网红，它的每一个新车型，总被我们这些吃瓜群众围观；它上面使用的一些新技术、新器件等，很快就被大家模仿和使用，例如今天的谈论的主题---Pyrofuse。


Pyrofuse也有称作Pyroswitch、Pyrotechnical safety switches（PSS），中文翻译过来叫爆炸熔丝或高温保险丝、烟火控制开关等等；在电池系统里面应用时，称作爆炸熔丝更准确些，下面统一语言为Pyrofuse。大家大部分应该也是通过TESLA的拆解资料等，来接触到这个零件的。


下面来了解一下它的作用和工作原理。
作用Pyrofuse的主要作用是开关作用，当发生碰撞、短路或其他安全故障时，Pyrofuse可以在很短的时间内切断电源，降低危险发生的概率；在电池系统中电源就是指12V铅酸电池或者高压电池，图片来源于Autoliv官网。


工作原理
Pyrofuse的技术并不是新技术，但在电池系统里面使用却是一个新的应用。它来源于汽车安全气囊的引爆方法，通过火药爆炸的方式来进行安全气囊的充气。


而我们所讲的pyrofuse就是使用这种引爆方法来断开铜排连接，起到保险丝或继电器的作用。


下图（来自美尔森）为Pyrofuse的动作过程的分解。


通过下面的视频，来感受下整个的动作过程。（来自于Autoliv官网）

video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_1353809879181656069灭弧问题对Pyrofuse来讲，在带载切断时，产生的拉弧是必须要面对的问题；传统的继电器、熔断器内部都具有灭弧的装置；当您选用Pyrofuse时，有必要问一下供应商是否具有灭弧功能。从各种途径了解到，Pyrofuse目前能见到的两种灭弧方法如下。一是通过并联小的保险丝实现灭弧，例如MODEL S上面使用了该方法。例如下图（下两个图片来自美尔森）中，将一个小的保险丝与Pyrofuse进行并联，当Pyrofuse带载切断后，保险丝会立即熔断；这个过程中拉弧是产生在保险丝中的，所以这个电弧是由保险丝来承受。


再看一个实物图，也是类似的布置方案，只是用了两个并联。。


二是Pyrofuse自身具有灭弧的能力，例如MODELS 3上面的Pyrofuse。在MODEL 3上面，特斯拉使用的是带有自己专利（CN108602439A具有电弧分离板的引爆式断路器）灭弧装置的Pyrofuse，如下图所示：106代表铜排，中间是带有V型切口的；108是引线，连接外部的驱动信号；204和206代表主爆炸燃料和次爆炸燃料；214A为电弧分离板。


进一步地，主燃料204爆炸，目的是断开铜排；而次燃料206爆炸，目的是移动产生的电弧至电弧分离板214A，然后进行灭弧。具体可以参见专利，里面描述很清晰。
驱动芯片Pyrofuse需要配合专门的驱动芯片来使用，一是为了更好实现功能安全，另外就是更能匹配Pyrofuse的驱动信号。目前BOSCH、ST、TI等都有专门的驱动芯片，很多之前是用在安全气囊上面，然后直接拿过来使用；像BOSCH大力宣传的CG912，如下图所示。


其内部框图如下，其实有点像带驱动模块的SBC芯片，并具有功能安全等级，哈哈；一般这种芯片都带有不止一路的驱动输出，所以对我们驱动单个Pyrofuse来讲，是有点浪费的。


总结：Pyrofuse实现了从被动的熔断器防护，变成了主动的BMS防护，至于被动与主动那个更好，还是有点说不清，但Pyrofuse的响应速度确实很快，几ms级别。特斯拉真的像汽车界的带货主播，它选取的新技术、新器件，有可能就直接带来这个分支领域的大量曝光，甚至加速发展；以上所有，仅供参考。

baoshijie

关于特斯拉采用的Pyrofuse及其驱动电路，该技术在电池系统中的应用对于提升安全性至关重要。Pyrofuse作为一种高温保险丝或爆炸熔丝，能够在异常情况下迅速响应，保护电池及整车系统安全。其驱动电路的设计直接关系到Pyrofuse的性能与可靠性。特斯拉作为汽车界的领军者，其采用的新技术总会受到广泛关注与模仿。对于Pyrofuse的应用，我们应深入了解其工作原理及特点，以确保在模仿过程中能够正确应用，从而保障车辆的安全性能。

andyo7

针对特斯拉所使用的Pyrofuse及其驱动电路，作为汽车工程师，我深知其在电池系统中的重要角色。Pyrofuse，即高温保险丝或爆炸熔丝，为汽车提供关键的安全保障，特别是在电池管理系统中，其重要性尤为突出。在特斯拉的应用背景下，其先进性和创新性被广泛传播，成为行业内争相模仿和学习的对象。其驱动电路的设计同样出色，保证了Pyrofuse的高效运作。总的来说，Pyrofuse及其驱动电路是特斯拉技术创新的重要组成部分，对于推动汽车行业的科技进步具有重要意义。