引言：IEC在2021年12月發布了電池及電池系統保護熔斷器標準IEC60127-7(Ed1.0), 其中包括：

1）熔斷器額定電壓達到了1500VDC及以上

2）熔斷器的額定電流達到了5000A；

3）熔斷器的保護特性分為“全范圍保護gBat”和”短路保護aBat“.gBat特性規定了約定電流范圍為1.13In-1.6In;由于電池的類型及容量、串組的差異，對電池保護熔斷器的門限要求不同，熔斷器生產廠家可根據客戶的實際需求確定；

圖1：典型的儲能保護結構

以電池為儲能方式的各類新能源應用方興未艾，電池組及電池系統的復雜性，對各種直流配電系統提出了更高的安全保護要求；安全運行是各種儲能系統的核心安全需求，熔斷器是電池系統最簡單可靠的保護元件，采用儲能系統保護熔斷器，可實現對儲能系統的低成本安全保護。

儲能系統保護熔斷器選型步驟：

1.確定熔斷器的額定電壓Uf：如下圖所示，熔斷器F1、F2的額定電壓取決于整個 電池串的電壓及電池串的充電電壓。如果電池串的額定電壓較低，則必須把熔斷器本身的內阻（電壓降）納入考慮。由于電池短路屬于不可逆的化學變化過程，為防止熔斷器熔斷后產生電弧，熔斷器承受的電弧電壓按照額定電壓的2-3倍評估。確定了電池組架構（RACK）的熔斷器電壓后，電池組并組（ARRAY）及主主回路（DC BUS）的熔斷器額定電壓也就容易得出了。

圖2：電池組串（Battery Modules）

2. 確定熔斷器的額定電流If需要考慮以下幾個因素。電池組的材料、規格、容量、電池組的最低放電電壓等決定了熔斷器的額定電流In。1）電池的工作次數作為熔斷器額定電流的校正系數設定為K1。

圖3：電池組的充、放電次數對熔斷器的校正系數K1.

2）熔斷器工作的環境溫度設定為K2和冷卻方式方式修正系數設定為K3。自冷的K3=0.8-0.9;強迫風冷/單面水冷的K3=0.9-0.92;雙面水冷K3=1.0（流量不小于2.5升/分鐘、冷卻水溫度不高過30C）。

圖4：環境溫度修正曲線

圖5：風冷修正系數

3）熔斷器使用的海拔高度不超過2000米，如果超過2000米，按照IEC標準，每升高100米，熔斷器額定電流降低0.5%，系數設定為K4；

In

則熔斷器的額定電流If=--------------

K1*K2*K3*K4

電池組并組（ARRAY）及主主回路（DC BUS）的熔斷器額定電流需要考慮電池組的設計功率、類型、熔斷器的保護特性、熔斷器是否并聯、安裝方式（如采用熔斷器式隔離開關）等因素。需要說明的是，在整個系統的熔斷器選型過程中，熔斷器的I2t可以作為選型的參考因素，不建議作為選型依據，推薦使用熔斷器的I-T曲線：熔斷器的I2t值是在額定電壓下，該熔斷器能夠正常分斷的最大短路電流（1KA-300KA）及特定的時間常數下測試計算而得，受到的影響因素多，實現成本高、難度大；而熔斷器的I-T曲線可以在低壓下，不同的電流條件下測試得出， 并且誤差小，很容易確定保護速度的最大/最小范圍，在實際應用中更有實際價值。

3.確定熔斷器的最大分斷電流（短路能力）。電池組的組成材料、類型等因素決定了其短路電流（可參閱IEC896）,電池受損會產生易燃、易爆氣體，電路保護需要考慮防有毒氣體、防熱、防火星、防電弧、防火等要求，因此需要考慮電池組中單個電池的短路電流及承受時間。
一般而言，分斷力越高的熔斷器，設計、材料、生產工藝要復雜，成本也高，根據設計需要選用滿足分斷力要求的熔斷器即可。
4.熔斷器的安裝方式。

1）熔斷器并聯。為獲得更大的熔斷器額定電流，同時降低安裝使用難度，常采用多個熔斷器并聯的方式。大量的測試數據表明，如果熔斷器滿足以下條件：

熔斷器的電阻變化在5%以內；熔斷器的安裝距離在10mm-30mm；兩個熔斷器并聯，額定電流是單個熔斷器的2倍；三個熔斷器并聯額定電流是單個熔斷器的0.9倍；四個熔斷器并聯額定電流是單個熔斷器的0.8倍。
2）采用熔斷器式隔離開關安裝。采用熔斷器式隔離開關，需要選用熔斷器保護特性為gBat或gS等低功耗的類型。熔斷器的額定電流功耗Pn(In)要小于隔離開關+熔斷器的最大允許功耗Pm(Imax)，即Pn(In)< Pm(Imax).

考慮到上述3的要求，建議使用RTI=140C以上的材料生產底座及隔離開關。咨詢17876189417

sf