关于特斯拉的Pyrofuse作用和工作原理

最近这段时间，网红带货感觉很火爆，并且很多明星都加入进来，虽然不太懂背后的逻辑套路，但是真的是很多人买哦。

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。

下图为 Pyrofuse 的动作过程的分解。

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。

编辑：hfy