據(jù)權(quán)威人士預(yù)測(cè),到2020年,世界電動(dòng)車市場(chǎng)總量將翻一倍,年增長率將會(huì)在30%以上,其中,中國對(duì)電動(dòng)汽車的市場(chǎng)需求量無疑將是最大的。然而電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的充放電、續(xù)航能力以及使用壽命等依舊是我們亟需解決的問題,為此電池管理系統(tǒng)(BMS)隨之產(chǎn)生。
【數(shù)據(jù)來源:摩根士丹利】
那么,什么是電池管理系統(tǒng)呢?詳細(xì)來說,電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要作用是對(duì)蓄電池組進(jìn)行安全監(jiān)控以及有效管理,提高蓄電池的使用效率。而電動(dòng)汽車的BMS的主要功能就是提高電動(dòng)汽車鋰電池的利用率,防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電,延長其使用壽命,針對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、短路保護(hù)、漏電檢測(cè)、顯示報(bào)警、充放電模式選擇等,并通過CAN總線或者以太網(wǎng)的方式與車輛集成控制器或充電機(jī)進(jìn)行信息交互,保障電動(dòng)汽車高效、可靠的運(yùn)行,并保證車輛在使用過程中的安全。
那么對(duì)于如此重要的電池管理系統(tǒng),我們又該怎樣對(duì)它進(jìn)行電路保護(hù)呢?針對(duì)電池管理系統(tǒng)(BMS)的電路保護(hù),美國柏恩(Bourns)公司能為BMS廠商提供一整套完全滿足AEC-Q汽車級(jí)認(rèn)證的電子元器件系統(tǒng)級(jí)保護(hù)方案,為電動(dòng)汽車的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。Bourns公司成立于1947年,公司總部位于美國加州的河邊市,在汽車控制、電路保護(hù)以及電路調(diào)節(jié)等方面能提供一系列電子元器件以及相關(guān)解決方案。其產(chǎn)品包括:傳感器、電路保護(hù)解決方案、磁性器件、微電子模塊、面板控制器及電阻產(chǎn)品等。在電路保護(hù)領(lǐng)域的產(chǎn)品有過電流、過電壓保護(hù),以及目前很熱門的過熱保護(hù)裝置等,均在新興的電池保護(hù)功能上扮演著重要角色。
美國柏恩(Bourns)公司主要代理商世健公司技術(shù)支持部副總監(jiān)Angus Zhao表示:“作為電動(dòng)汽車的核心部件,BMS的安全直接決定了電動(dòng)汽車的整車的安全性。BMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初,工程師必須要考慮如何符合車用ISO26262標(biāo)準(zhǔn),通過相關(guān)的EMC及瞬態(tài)相關(guān)的的ISO7637、ISO16750-2等測(cè)試。為避免BMS內(nèi)部各單元模塊之間出現(xiàn)短路、過載、浪涌以及靜電ESD瞬態(tài)沖擊,基于目前Bourns成熟廣泛應(yīng)用的電路保護(hù)技術(shù)方案和高性能產(chǎn)品,世健公司專業(yè)的FAE團(tuán)隊(duì)可以充分幫助客戶的研發(fā)人員應(yīng)對(duì)目前充滿挑戰(zhàn)的電池管理安全設(shè)計(jì)保護(hù)的功能要求。”
談到Bourns的電池管理系統(tǒng)保護(hù)方案,我們一起來看看其電子元器件。其實(shí)早在今年的日本電池展上,Bourns就展示了各式汽車電池管理系統(tǒng)保護(hù)電子元器件,具體包括:
· 隔離/過濾的定制化功率磁性器件
· 用于共模噪聲抑制的信號(hào)磁性器件
· 超低歐姆電流檢測(cè)電阻,用于高達(dá)1000 A的分流測(cè)量器件
· 用于高功率直流拋負(fù)載應(yīng)用的高電流雙向TVS二極管
· 過電流保護(hù)裝置,如TBU、聚合物可恢復(fù)保險(xiǎn)絲PPTC與SingleFuse?保險(xiǎn)絲
那么這么多的電子器件,其具體的安放位置如何?每個(gè)產(chǎn)品在各種電路中具體的作用又是什么?請(qǐng)看下圖:
用于IC芯片供電的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的變壓器和電感等產(chǎn)品,在這里可以起到非常好的隔離和防止電壓信號(hào)沖擊的作用。Bourns可以提供豐富的磁性器件產(chǎn)品供應(yīng),例如電感類產(chǎn)品。
電池監(jiān)視IC芯片檢測(cè)電路,Bourns公司的TBU、PPTC以及TVS管將在這里發(fā)揮很好的過電壓過電流保護(hù)和ESD保護(hù)作用。特別指出Bourns的車規(guī)級(jí)TBU-DB-T系列產(chǎn)品獨(dú)有的高耐壓450Vdc/550Vimp、1uS快速動(dòng)作、低電流200mA(max)動(dòng)作的特性,將非常有效的完善BMS的安全功能。
菊花鏈架構(gòu)和電池監(jiān)測(cè)IC芯片之間,變壓器、CMC共模濾波器電感可以起到很好的信號(hào)隔離和濾波的作用。這里也給大家推薦一些Bourns公司的車規(guī)級(jí)隔離變壓器產(chǎn)品。
高壓TVS二極管可以對(duì)電池組單元起到瞬態(tài)保護(hù)和拋負(fù)載保護(hù)的作用。SM8SF33CA-Q是Bourns公司最新推出的7kW 大功率TVS。
電池包括電流檢測(cè),Bourns的高精度Shunt分流器可以起到很好的電流檢測(cè)和測(cè)量作用。 針對(duì)小功率的BMS可以采用分流電阻:
針對(duì)大功率的產(chǎn)品可以采用Shunt分流器,這里簡單列出Bourns的幾個(gè)推薦型號(hào),其中:CSM2F系列產(chǎn)品有帶針(引出線)和不帶針兩種,不帶針在70攝氏度可承受36W,帶針在70攝氏度可承受50W,客戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用,靈活選擇。
CANBus總線接口,Bourns公司的CMC濾波器電感、TVS瞬態(tài)二極管可以起到很好的接口隔離、防護(hù)和濾波的作用。Bourns公司的SRF4530A-510Y和CDSOT23-T24CAN-Q將為BMS的CANbus可靠通訊保駕護(hù)航:
關(guān)于世健——亞太區(qū)領(lǐng)先的元器件授權(quán)代理商
世健是完整解決方案的供應(yīng)商,為亞洲電子廠商包括原設(shè)備生產(chǎn)商(OEM)、原設(shè)計(jì)生產(chǎn)商(ODM)和電子制造服務(wù)提供商(EMS)提供優(yōu)質(zhì)的元器件、工程設(shè)計(jì)及供應(yīng)鏈管理服務(wù)。
世健與供應(yīng)商及電子廠商緊密協(xié)作,為新的科技與趨勢(shì)作出定位,并幫助客戶把這些最先進(jìn)的科技揉合于他們的產(chǎn)品當(dāng)中。集團(tuán)分別在新加坡及中國設(shè)有研發(fā)中心,專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)造新的解決方案,幫助客戶提高成本效益并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。世健研發(fā)的完整解決方案可應(yīng)用于工業(yè)、無線通信及消費(fèi)電子等領(lǐng)域。
世健總部設(shè)于新加坡,是新加坡的主板上市公司,擁有超過700名員工,業(yè)務(wù)范圍擴(kuò)展至亞太區(qū)40多個(gè)城市和地區(qū),遍及新加坡、馬來西亞、泰國、越南、中國、印度、印度尼西亞、菲律賓、新西蘭及澳大利亞等九個(gè)國家。世健集團(tuán)在2017年的年?duì)I業(yè)額超過11億4千萬美元。世健于1993年開始發(fā)展中國業(yè)務(wù),中國區(qū)總部設(shè)于香港,并擁有11個(gè)分公司及辦事處、2個(gè)研發(fā)中心及2個(gè)物流中心,遍及中國多個(gè)城市。
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