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电动汽车电池管理系统保护,安全、可靠优先
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电动汽车电池管理系统保护,安全、可靠优先

2021-12-06 14:41:54 来源: 点击:45407

【哔哥哔特导读】在电动汽车应用中,考量电池管理及其电路设计中的关键因素以及选择合适的电路保护器件在电池管理系统中显得尤为重要。就在如何考虑其中的因素的问题上,Littelfuse资深应用技术工程师杜尧生给出了参考答案。

Littelfuse致力于为全球客户提供领先的电路保护、功率控制和传感技术,产品被广泛应用于汽车、工业、通讯、医疗设备、消费电子产品等领域。

电动汽车电池管理系统保护,安全、可靠优先

2021年12月1-3日,Littelfuse亮相第五届深圳国际电池技术展览会。展会期间,半导体器件应用网记者采访了Littelfuse资深应用技术工程师杜尧生,就电动汽车电池管理及其电路设计中需要考量的关键因素及如何选择合适的电路保护器件等话题展开了深度交流,期间还分享了相关成功案例。

电动汽车电池管理系统保护,安全、可靠优先

Littelfuse资深应用技术工程师 杜尧生

电动汽车电池管理系统保护的安全性

近几年,电动汽车受到国家政策扶植和消费者的青睐,市场热度持续增长。作为电动汽车的三大核心系统之一,电池管理系统(BMS)旨在智能化管理和维护各个电池单元,防止电池出现过充和过放,监控电池状态,延长电池的使用寿命。

业界认为,发明电池管理系统是一个创举,以前从来没有把几千块甚至上万块电池放在一起统一管理使用。电池管理系统需要对每一个电池单元做到精准的监测,涉及最关键的因素就是安全性。这也是汽车使用者和设计者都必须关注的重点。

针对安全性体现,杜尧生认为,在使用过程中,对每一个电池单元电量进行管理时,需要精准的采样回路,包括滤波、浪涌、EOS、静电等一系列问题都要进行关注,这也是Littelfuse的专长。

Littelfuse作为一个安全可靠的电路保护器件供应商,目前大量的产品已经用于电动汽车的电路保护中,尤其是电池管理系统,包括每一个电池单元管理,整个通讯管理,再到整个电池系统管理,实现从点到面到中间的联系,整个通路都进行了系统、完整的防护设计。

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从点上来说,Littelfuse在每一个电池单元中间设置一个取样信号保护。相比以前通过电阻相连,目前每一个电池单元中间增加一路保险丝,电池管理系统使用保险丝数量大大增加。

Littelfuse也是最早参与设计或制定电池管理系统安全防护的厂家之一,产品满足AECQ200测试的标准要求。在此标准下,Littelfuse相当于在每一路增加了一颗采样的保险丝,和浪涌防护的TVS大大加强了整个电池管理系统的安全性。

杜尧生表示:“信号采样过程中对可能出现的干扰,要有保护,不能出现误动作甚至损坏,所有的方案都希望更加的精准,更加的可靠。产品的功能性可以无限延伸,但是可靠性不能有丝毫的含糊和打折。”

针对电池短路问题,可以说,任何一个环节出现短路,或者电池内部短路机理的出现,厂家都可以通过绝缘膜或隔离的器件提供保证。Littelfuse电路保护元件产品也针对外部短路设计,因为每一个在外部可能产生短路环节都需要保护。

杜尧生说道:“每一路的采集线上,成千上万路的保险丝都放在里面,任何一个故障点出现问题时,保险丝的任务是要快速、安全的断掉。所谓安全断掉,就是断的过程中不能产生明烟、明火和飞溅。这是我们安全防护的技术要求。”

整个电池管理系统的短路方面,每一个外部电池单元,需要大颗的主回路保险丝。Littelfuse提供了完整、系统的保护,实现每一个系统单元都有单独的保护。此外,Littelfuse也提供了438,437以及440系列等车规级的保险丝,可以加在每一个回路里;同时还可提供L50QS、L70QS等系统级的大功率保险丝,是电池管理系统每一路以及系统总的保护所必须的。

谈到过压保护,相对静电、浪涌等插拔可能产生的问题,电池管理系统就要受到TVS管制性保护,实际上Littelfuse所有TVS保护技术符合电动汽车测试法规,每一路的电源系统都满足抛负载的设计需求。

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如何选择合适的电路保护元件?

杜尧生认为,目前电动乘用车、自行车、重型卡车等不同等级的车辆使用动力电池供电时,要分不同的场合应用,把电池管理系统的保护做得更加精准。

多数情况下,电路保护元件在做样机、实验时都没有问题,一旦批量化就出现质量的瑕疵或安全隐患,实际上这需要考验大批量、大规模生产的能力。Littelfuse作为一家百年老店,一贯制造可靠、稳定的大批量产品,致力于打造高品质、有保证的品牌。

杜尧生表示,品牌就是品质的保证,因为品牌可以提供一贯长期稳定的服务。当出现问题的时候,能有根有源地找到症结。与一流的厂家、一流的品牌合作,才能得到一流的产品设计与服务。

电动汽车电池管理体系应用中,电路保护元件的选择有哪些因素或标准需要考虑?杜尧生给了我们三点参考。

第一是必要性,电路保护元器件是必不可少。电路保护产品就像铠甲一样,它在外面保护,避免受到雷击、电压或电流涌动的影响,进行合理抵挡与保护。由考虑到成本因素,电路保护元器件却常被作为最先删减的产品,而电路保护元器件目的是让产品用得更好、更可靠,因此电路保护元器件的必要性是一定不容忽视的。

第二是合理性。众多电路保护元器件产品中,选择一款适合自身设计的保护器件很重要。因此,工程师需要对每个厂家进行深入了解,了解每一款产品的特性,这也是厂家技术支持加上应用支持的必要性。杜尧生认为,好产品并不是最贵就最适合,而是最为合理的应用才是最适合。

第三是前瞻性。在设计新产品时,要与厂家保持密切配合,了解未来产品的发展方向,开发出具有前瞻性的产品。新产品在不断应用的同时,更要把握前沿技术,这对产品设计还是比较重要的。

实际上,标准或规范是对产品的入门级要求,所有的产品都是随着标准的发展而发展,但是国内很多时候将标准作为一个峰值要求,这样的理解是不妥的。目前汽车领域的标准法规比较齐全,要想在标准的基础上设计出合理的产品,需要加深理解,使产品既能满足标准,又能满足设计的可靠性,符合经济效益。

同时,杜尧生认为,在重要的标准中,安全始终放在第一位,第二才是功能,成本考虑位居第三。如果前两个不存在,后面考虑得再多,设计上可能就变成偷工减料。厂家应当对此进行重新排列,但是无论怎么排列,都需要可靠、稳定的产品。

在与杜尧生的交流中,我们不难看出,Littelfuse始终把安全可靠的产品设计放在首位,这也是电路保护产品的核心要素,没有安全的基石,其他都将是空中楼阁。相信这也是为什么Littelfuse在竞争日益激烈的当下,始终引领市场的原因。我们有理由相信,将来会有更多的Littelfuse产品在不同的应用场景中出现,为产品安全运行提供可靠保障。

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