01 MSD的原理和结构
1.1 结构组成
MSD, 也就是Manual Service Disconnect, 即手动维修开关, 从本质上来看, 它是一个带有熔断器的高压连接器, 是串联于电池包主回路之中的, 其典型结构含有两大部分, 一部分是插头, 也就是公端；而另一部分是插座, 也就是母端或者叫做底座, 并且在其内部集成了以下这些核心组件:
高压功率端子, 它承载着主回路里的大电流, 其采用的是片式接触件或者螺栓连接方式, 以此来达成电池高压回路的物理通断。
内装的高压熔断器也就是Fuse, 它是整合于MSD内部且不可进行拆卸的。在正常运行的状态之下, 它是以导体的状态让电流得以通过, 要是出现了外部短路这种情况, 它就会在瞬间熔断, 从而切断高达1000A级的故障电流, 以此为电池系统给予短路保护。
将用于呈现高压互锁（HVIL）功能的信号端子界定为, 属于低压小信号范畴的端子, 其以串联的方式, 被安置于整车高压互锁检测的回路里面。当MSD被拔出之际, 互锁信号会处于断开状态, BMS在这一时刻, 能够马上检测到这种状况, 进而禁止高压上电。
手动去把拉手或者把手断开, 其设计是处于MSD的外部, 不需要借助任何工具就能手动来进行操作, 常见的形式是旋转把手样式或者直拉样式, 依据杠杆原理或者顶出机构让插头能够从插座里头分离开来。
CPA（二次锁止结构/防误插构造）: 用以防止MSD在诸如振动等工作状况下意外地松脱, 与此同时还能够避免非授权的人员出现误操作。
密封胶条, 它要确保的是, 这 MSD 与电池包箱体之间的密封性, 还要满足 IP67 或者 IP6k9k 防护等级。
1.2 工作原理
MSD的工作, 依照“两级阶梯断开”机制来开展, 而这一机制, 乃是其安全设计所具备的核心所在。
手动断开过程（维修场景）：
操作人员拉动把手，插头开始从插座中分离；
首先是第一级, HVIL互锁端子先被断开的情况呈现出来, 究竟是什么缘由呢, 乃是那互锁端子要较功率端子, 把长度设计构建成更加简短一些, 在拔出电线这个过程当中, 互锁信号会率先出现中断, BMS在10100毫秒内能够检测到互锁线路已然断开, 紧接着这个设施马上依据信号发出高压之下电的指示命令, 以此来控制接触器断开了。
第二级, 高压功率端子, 在之后断开, 主回路于此时, 已被接触器切断, 功率端子, 在几乎并没有电流的状态里, 进行分离, 如此避免了带电拔插时产生电弧。
拔出之后, MSD插孔的那一部分, 会自动达成IPXXB防护等级, 带电的部件, 手指是没有办法触及到的。
短路保护过程（故障场景）：
外部出现短路状况时, MSD 内置的熔断器, 于毫秒级别的时间当中熔断, 直接将高压回路切断, 并不需要人工去进行干预。
插回恢复过程：
当维修结束之后, 把MSD朝着插座推过去进而锁定住, 让互锁端子率先实现接通（此过程中BMS探查得到回路是完整无误的那种状态）的情况, 随后促使功率端子达成接通之时, 系统就会允许再次施加高电压。
02 电池低温加热技术方案
一般而言, 高压保险丝是被放置于MSD内部, 一旦要求开展维修之际, 拉开MSD便能切实有效地从物理层面切断动力电池系统的高压输出, 进而对维修人员的安全予以保证。在其运行进程当中, 要是出现短路状况, 那么它能够发挥熔断保护的功效。
手动断开之后, MSD插孔的那一部分, 一定要符合IPXXB防护等级, 以此来避免手指不经意间碰到带电的部件。
2.1 布置方式
MSD于电池包里的布置存有两种主要方式, 与此同时, 要兼顾在整车上的安装以及插拔空间的便利性。
当中布置于电池模组: 把电池串从中断开, 在单点出现失效也就是接触器粘连这种状况的时候, 最高失效电压下降至电池总电压的一半, 安全性具备更优的特性。
布置在高压回路正极附近：结构简单，但失效电压等于电池总电压
2.2 MSD选型要点：
1、额定电压, MSD的额定工作电压, 它必须要大于, 大于电池包的最高电压。
2、电流能力方面: 要同时对持续电流以及峰值电流予以考虑。一般要求在MSD内, 熔断器的额定电流比负载持续电流的两倍还要大, 并且, 它承受峰值电流的能力得超过系统的最大预期峰值电流。
3、MSD 内置的熔断器, 其动作速度, 一定要比, 高压回路里的, 主接触器更快, 其要求就是, 在主接触器触头, 由于大电流出现烧结粘连以前, 比方说, 在几毫秒的时间范围内, 熔断器要即刻迅速熔断。
03 出口哪些地方的电池包需要MSD？
电动汽车以及储能系统高压安全法规, 挂钩着MSD的需求。市面上, 明确有着这样的要求, 即电池包或者整车，要配备维修断开装置。
对于储能用电池包，不强制要求MSD，但需要等效断开装置。
涉及电网储能, 以及工商业储能, 还有家庭储能等方面的储能电池系统, 是属于固定式应用范畴的, 它的安全标准体系呢, 和动力电池是不一样的。
IEC 62619, 也就是国际储能电池安全标准, 它着重于电芯或者模组级别的过充安全测试, 还有短路安全测试, 以及挤压安全测试, 另外还有热冲击安全测试等方面 , 但却没有明确地提出要配备MSD的要求。
GB/T 36276 - 2023, 也就是《电力储能用锂离子电池》, 它界定为中国储能电池标准, 此标准当中没有直接对MSD提出相应要求。
然而, 出口到北美地区的储能电池包, 其配备MSD属于刚性要求, 这个要求直接源自UL 1973的强制条款。
UL 1973, 属于美加联合的双国家标准, 它专门面向固定式储能以及车辆辅助电源电池系统, 此标准是北美储能电池市场准入的核心强制安全规范, 并且它还是UL 9540储能整机系统认证的前置条件。
其中明确规定：
连接到大于等于六十伏特直流电路里边儿的电池, 一定要配备手动的断开装置, 也就是Manual Disconnect Device。
如今, 主流的储能电池包, 不管是户用的, 还是工商业用的, 亦或是大储的, 其额定电压都远远超过了60V, 像48V系统, 标称电压虽是48V，可满充电压一般会超过53V, 高压系统的电压级别更是能达到数百伏, 甚至是1500V, 所以, 所有出口到北美的储能电池包, 几乎都得配备MSD, 或者是等效的手动隔离开关。
我是晴耕雨读，既是工程师，也是分享者；
感谢支持，期待与你共同成长！
