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电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

2018-06-27 15:13:55 来源:半导体器件应用网

【大比特导读】据权威人士预测,到2020年,世界电动车市场总量将翻一倍,年增长率将会在30%以上,其中,中国对电动汽车的市场需求量无疑将是最大的。然而电动汽车动力电池的充放电、续航能力以及使用寿命等依旧是我们亟需解决的问题,为此电池管理系统(BMS)随之产生。

据权威人士预测,到2020年,世界电动车市场总量将翻一倍,年增长率将会在30%以上,其中,中国对电动汽车的市场需求量无疑将是最大的。然而电动汽车动力电池的充放电、续航能力以及使用寿命等依旧是我们亟需解决的问题,为此电池管理系统(BMS)随之产生。

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

【数据来源:摩根士丹利】

那么,什么是电池管理系统呢?详细来说,电池管理系统(BMS)的主要作用是对蓄电池组进行安全监控以及有效管理,提高蓄电池的使用效率。而电动汽车的BMS的主要功能就是提高电动汽车锂电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长其使用寿命,针对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电检测、显示报警、充放电模式选择等,并通过CAN总线或者以太网的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互,保障电动汽车高效、可靠的运行,并保证车辆在使用过程中的安全。

那么对于如此重要的电池管理系统,我们又该怎样对它进行电路保护呢?针对电池管理系统(BMS)的电路保护,美国柏恩(Bourns)公司能为BMS厂商提供一整套完全满足AEC-Q汽车级认证的电子元器件系统级保护方案,为电动汽车的安全运行保驾护航。Bourns公司成立于1947年,公司总部位于美国加州的河边市,在汽车控制、电路保护以及电路调节等方面能提供一系列电子元器件以及相关解决方案。其产品包括:传感器、电路保护解决方案、磁性器件、微电子模块、面板控制器及电阻产品等。在电路保护领域的产品有过电流、过电压保护,以及目前很热门的过热保护装置等,均在新兴的电池保护功能上扮演着重要角色。

美国柏恩(Bourns)公司主要代理商世健公司技术支持部副总监Angus Zhao表示:“作为电动汽车的核心部件,BMS的安全直接决定了电动汽车的整车的安全性。BMS产品设计之初,工程师必须要考虑如何符合车用ISO26262标准,通过相关的EMC及瞬态相关的的ISO7637、ISO16750-2等测试。为避免BMS内部各单元模块之间出现短路、过载、浪涌以及静电ESD瞬态冲击,基于目前Bourns成熟广泛应用的电路保护技术方案和高性能产品,世健公司专业的FAE团队可以充分帮助客户的研发人员应对目前充满挑战的电池管理安全设计保护的功能要求。”

谈到Bourns的电池管理系统保护方案,我们一起来看看其电子元器件。其实早在今年的日本电池展上,Bourns就展示了各式汽车电池管理系统保护电子元器件,具体包括:

• 隔离/过滤的定制化功率磁性器件

• 用于共模噪声抑制的信号磁性器件

• 超低欧姆电流检测电阻,用于高达1000 A的分流测量器件

• 用于高功率直流抛负载应用的高电流双向TVS二极管

• 过电流保护装置,如TBU、聚合物可恢复保险丝PPTC与SingleFuse™保险丝

那么这么多的电子器件,其具体的安放位置如何?每个产品在各种电路中具体的作用又是什么?请看下图:

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

①: 用于IC芯片供电的DC/DC电压转换器的变压器和电感等产品,在这里可以起到非常好的隔离和防止电压信号冲击的作用。Bourns可以提供丰富的磁性器件产品供应,例如电感类产品。

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

②:电池监视IC芯片检测电路,Bourns公司的TBU、PPTC以及TVS管将在这里发挥很好的过电压过电流保护和ESD保护作用。特别指出Bourns的车规级TBU-DB-T系列产品独有的高耐压450Vdc/550Vimp、1uS快速动作、低电流200mA(max)动作的特性,将非常有效的完善BMS的安全功能。

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

③:菊花链架构和电池监测IC芯片之间,变压器、CMC共模滤波器电感可以起到很好的信号隔离和滤波的作用。这里也给大家推荐一些Bourns公司的车规级隔离变压器产品。

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?
电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

④:高压TVS二极管可以对电池组单元起到瞬态保护和抛负载保护的作用。SM8SF33CA-Q是Bourns公司最新推出的7kW 大功率TVS。

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

⑤:电池包括电流检测,Bourns的高精度Shunt分流器可以起到很好的电流检测和测量作用。 针对小功率的BMS可以采用分流电阻:

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

针对大功率的产品可以采用Shunt分流器,这里简单列出Bourns的几个推荐型号,其中:CSM2F系列产品有带针(引出线)和不带针两种,不带针在70摄氏度可承受36W,带针在70摄氏度可承受50W,客户根据实际应用,灵活选择。

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?
电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?

⑥:CANBus总线接口,Bourns公司的CMC滤波器电感、TVS瞬态二极管可以起到很好的接口隔离、防护和滤波的作用。Bourns公司的SRF4530A-510Y和CDSOT23-T24CAN-Q将为BMS的CANbus可靠通讯保驾护航:

电动汽车BMS电池管理没有Bourns“保护”怎么行?
 

本文由大比特资讯收集整理(www.big-bit.com)

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