pyro是什么意思？用法、例句(Pyrofuse的工作原理及其应用)

大家好，今天来为大家解答pyro是什么意思？用法、例句这个问题的一些问题点，包括Pyrofuse的工作原理及其应用也一样很多人还不知道，因此呢，今天就来为大家分析分析，现在让我们一起来看看吧！如果解决了您的问题，还望您关注下本站哦，谢谢~

Pyrofuse的工作原理及其应用

最近由于需要梳理800V的高压原理，在聊到电池包内部原理的时候，再一次接触了Pyrofuse。之前虽有了解但对它认识不够深入，唯恐对它的理解有偏差，所以就花了一点时间研究了一下它的“前世今生”。以下是自己的一点学习笔记跟思考，希望对想了解Pyrofuse的朋友有一些帮助。

1、Pyrofuse，也叫Pyroswitch或者Pyrotechnicalsafetyswitches（PSS），中文叫爆炸熔丝或高温保险丝、烟火控制开关、瞬时断路器等。其实我觉得这些叫法都不重要，重要的是咱们知道是个什么东西，有什么作用，什么情况使用。

Pyrofuse的原理有点像兵器中的引信装置，当接收到一个外部触发信号后就产生一个爆炸冲击，推动机械杆运动，去快速切断Busbar，以实现断电的要求。

A、当故障发生时，Pyrofuse检测到故障（包括碰撞、过压、过流、短路、继电器粘连等）触发信号（点火信号）；

B、收到点火信号后，点燃Pyrofuse内部爆炸燃料；

C、爆炸燃料驱动活塞装置快速移动，切断铜巴，实现断电。

Pyrofuse的主要作用就是开关作用，当发生碰撞、短路、过流或其他安全故障时，Pyrofuse可以在很短的时间内切断电源，降低危险发生的概率。

在Pyrofuse应用在电池上之前，都是用传统的fuse进行保护，由于电动车在急加速等工况下，瞬间的冲击电流比较大，因此咱们在选保险时一般都会预留一些裕量，而且裕量还不小，这就导致正常工作的工况与保护的工况之间会有些矛盾。而Pyrofuse可以根据工况进行实时判断，来确定是否启动保护，可以解决工作电流与保护电流之间存在矛盾的情况。

Pyrofuse的Busbar一般都比较厚实，过电流能力比较强，能耐像急加速等情况下的冲击电流。传统的fuse耐冲击电流的次数是一定的，随着冲击次数的增加，寿命将降低。

传统的fuse可能大家都比较熟悉了，按照保护方式可以分为两种：过流保护和过热保护。一般在新能源汽车上使用的fuse均是电流保护型。它是依靠保险丝物理材料的温度特性来进行工作的，通常分为两种情况：一是电流达到所谓的分断电流时，保险丝断开；二是当电流超过一定的大小（但未达到分断电流），持续一定的时间，保险丝再熔断。涉及到的电流场景主要包括短路、瞬时峰值功率输出、短时持续功率输出等。

Pyrofuse是一种由软件触发、通过爆破方式切断电路的保护装置。Pyrofuse在电流（短路/电器过载等）或者非电流故障（碰撞/过热等）下均可带载切断、分断电流高达10kA(甚至更高），对乘员和车辆可全面保护，且不受电流冲击影响、使用寿命长。

而传统的fuse其承受冲击电流的次数是一定的，不同的使用场景和使用习惯均会导致其寿命存在差异，从而造成零部件和整车的质量一致性存在差异，给整车质量控制带来一些不确定性因数。

传统的fuse无法进行精准的控制“什么时候断，什么时候不断”，面对车辆复杂的工况，其响应速度可能会不及时，甚至不能很好的保护电池和高压系统。而Pyrofuse能通过软件进行精准的控制，能根据碰撞、短路、绝缘等故障在几毫秒内断开高压，起到很好的保护作用。

Pyrofuse和传统fuse一样，也是一次性器件，通过爆破断开电路后器件就损坏了、不可恢复，需要更换新器件来维持原功能及接通电路。

随着近年来社会环保意识的提高和碳中和的要求，电动汽车进入高速发展阶段，渗透液越来越高（到11月底，电动车的渗透率为33.8%）。装有高压电池的电动汽车需要防高压漏电或者在突发事件时断电，避免发生交通事故和故障时产生二次灾难。Pyrofuse能够安全、瞬时关闭高压电流。不仅可以用于电动汽车，也可以用于任何需要瞬时电路隔离的工业场景。

Pyrofuse在汽车上并不是第一次使用，最早是奥托立夫将Pyrofuse用在传统车的低压12V系统上。在传统的工业高压电源系统上使用是比较普遍的。

1、Pyrofuse在传统车和新能源车上需要进行快熟断电的场景下均可使用。这里主要介绍在新能源汽车上的应用场景。

主要可以用在充电口、电机、电机控制器、电池等高压需要快速断电保护的地方（目前仅使用的电池包里）。

2、工业上，比如工业储能、风能、太阳能等（不限于）电力传输系统上也能得到应用。

A、太阳能、储能等发生短路过流时

要谈Pyrofuse在新能源车上的应用，一定不得不说的就是特斯拉，Pyrofuse也是特斯拉第一次将其应用到了动力电池上，并逐渐在整个行业慢慢推广开来。

特斯拉率先在2020年在Model3上使用了自主研发的第一代Pyrofuse。

特斯拉的Pyrofuse发展到目前为止，大致可以分为三个阶段：

1、特斯拉在ModelS和ModelX上使用了第一代自主开发的Pyrofuse，其自身集成了驱动电路。

2、目前Model3上使用的是其二代的Pyrofuse，且自有专利。

3、最新应用在ModelS/Xplaid车型上的“大号”2代方案。

我们有理由相信，随着技术的发展，后续特斯拉的Pyrofuse一定还会持续的优化和迭代的。

下面介绍一下特斯拉Pyrofuse的专利的一些信息。

特斯拉在2017年就申请了Pyrofuse的专利，专利名称：具有电弧分离板的引爆式断路器（CN108602439A）。【这里多说一句：2017年特斯拉就在进行相关技术的研发和储备，而当时国内还处在技术发展的初期，同时还处在骗补事件的阴影中。不得不说，从这个小的点，就能看出，特斯拉的技术储备比国内要早至少一代到两代。对于国内的新能源车企和研发人员来说，得加大技术研发的投入和深耕技术创新了。否则弯道超车只能是自欺欺人。】

图10、特斯拉第二代Pyrofuse专利

其中，106为铜排，中间带有V型切口；108为信号线，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，204的主要功能是断开busbar，具有更快的爆炸速度和温度，主引爆器爆炸后会释放出固体颗粒和热能，206的主要功能是偏移busbar断开瞬间产生的电弧，释放出强大的气流将电弧的等离子体与周围空气混合，将电弧吹向分离板214A（采用堆叠布置方式），利用分离板将电弧分离成多个小电弧进行灭弧；216为排气口，218为排气通道。

备注：燃料可是自由高氯酸锆钾、高氯酸锆钨钾、高氯酸锆氢钾、高氯酸钛钾、高氯酸钛氢钾、硝酸硼钾、黑火药及其组合或其中一种。

专利中特别提到了Pyrofuse的灭弧问题，Pyrofuse跟继电器和保险一样，同样需要面临在带载快速断开瞬间的拉弧问题，传统的继电器、保险都有灭弧功能（传统的fuse采用石英砂等来灭弧）。同样，Pyrofuse也需要有灭弧装置。目前了解到Pyrofuse有两种灭弧方案（不限于这两种）：

1、第一种就是上面专利提高的，使用自带的堆叠式灭弧板的方式。断开瞬间利用206的次爆炸燃料，利用电弧与周围空气混合将电弧吹向214A电弧分离板进行灭弧。

2、第二种就是特斯拉在ModelS上使用的第一代Pyrofuse，通过并联小的保险丝来实现灭弧。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的。如下图所示。

Pyrofuse的驱动：特斯拉第一代Pyrofuse是自带驱动电路的，在第二代中就需要外部专门电路来驱动，从原理上说可以使用高低边芯片等进行驱动，但出于实现更高的功能安全要求和驱动信号与Pyrofuse更好的匹配的考虑。一般会使用专门的Pyrofuse驱动芯片来驱动。像BOSCH（CG912）、ST、TI等都有专门的驱动芯片，之前很多驱动芯片是用在安全气囊上面的，可以直接拿过来使用的；国内也有一些芯片厂家专门开发了驱动Pyrofuse的芯片。

1、特斯拉是最早使用Pyrofuse的新能源汽车厂家。在Model3/Y上，Pyrofuse作为电池包的主熔断器，位于第二和第三个模组之间。在发生短路或其他电气故障时，Pyrofuse能及时断开2、3模组之间的连接，以确保电池包的安全。随着Pyrofuse的断开，将电池分为两部分，也降低了电池电压，也能降低二次灾害的损伤。

2、极氪也使用了Pyrofuse，目前了解将Pyrofuse放在电池的负极。

3、大众的MEB平台（ID系列）也将Pyrofuse放在的电池的负极。

会有越来越多的车企开始研究和应用Pyrofuse。

关于Pyrofuse代替传统fuse，大家的理解可能也不一样，也各有各的道理，Pyrofuse也确实有它的优点，但要说完全代替传统fuse，从长远来看，也许是一种趋势，但短时间来看，从高压安全和高压电路的复杂工况以及器件稳定控制上来讲，还需要Pyrofuse与传统fuse进行功能互补，暂时可能还无法替代。

Pyrofuse的分断时间很短，一般在1ms左右，根据过流大小，暂态的开关过电压会达到2-3倍的额定电压，这对系统耐压的影响需要考虑；不管是通过BMS/VCU发出开断信号，或Pyrofuse专用电流检测系统来主动驱动，虽然有功能安全的要求，但依然是有失效率的，而且Pyrofuse在电池上的应用时间不长，完全替代传统fuse是需要对咱们自身的控制策略有极大的信心和长期的技术积累，因此目前还需要保留传统fuse。

BMS需要对电流实时采样，与目标值比对，再发出开断信号，加上通讯周期，所需时间一般在10ms及以上，故障电流在此期间达到并保持最大值，在高压系统会快速积累大量的热。如果是碰撞发生燃弧，10ms可能产生几kA的燃弧，已经有足够的能量把车辆引燃，这种高倍的短路电流传统的fuse保护的会更快。

因此，从国内目前技术积累或者控制策略的稳定性上考虑，Pyrofuse与传统fuse联合使用可能是目前比较好的一种方案。

至于说后续能否完全替代，这可能还要从成本、使用场景、控制策略等方面综合考虑吧。

Pyrofuse实现了从被动的熔断器防护变成了主动可控的防护。目前，至于被动与主动那个更好，可能还是有点扯不清楚，但Pyrofuse在响应碰撞、过流等突发情况时，速度会很快，在几个ms级别。

虽然，Pyrofuse作为新的技术在三电中开始应用，还需要大量的实践应用，并不断完善其控制策略，才能用好它。但我们有理由相信，随着技术的不断积累，它也会得到快速的发展。同时Pyrofuse的使用也符合软件定义汽车的发展趋势，相信随着智能汽车的发展，Pyrofuse也会越来越普及。

目前特斯拉、大众、吉利等车企已经得到应用外，将来会有越来越多的新能源车开始应用此技术，随着对新能源车的安全性要求越来越高，主动型可控制的熔断器或将成为未来主要发展趋势。

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