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深圳市芯銳諾科技有限公司
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汽車(chē)BMS電池管理系統是連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶,可智能化監控管理各個(gè)電池單元,防止電池出現過(guò)充電和過(guò)放電,延長(cháng)電池的使用壽命,監控電池的狀態(tài)。電動(dòng)汽車(chē)電池電壓范圍為200~800V,汽車(chē)使用時(shí)或電池充電時(shí)一旦發(fā)生觸電故障,會(huì )造成致命威脅!故電池和車(chē)體之間要有隔離設計,且絕緣強度必須高達3-4倍的工作電壓。即汽車(chē)行業(yè)標準絕緣強度要達到1500-2800Vdc(GT/B 18384.1-2015,7.3.3.3.2)。
主流的BMS絕緣監測設計是通過(guò)檢測加直流電壓在動(dòng)力母線(xiàn)和車(chē)身搭鐵之間絕緣電阻上產(chǎn)生的漏電流進(jìn)行安全監控。此漏電流可以采用一個(gè)小的電流探針在電池和車(chē)體連接處測量并監控結果。測量時(shí),高壓電池電路需要短時(shí)間連接到低壓測量電路,這里需要用一個(gè)高絕緣電壓的開(kāi)關(guān)器件-高壓干簧繼電器做監測和保護功能,故對高壓干簧繼電器的合理選擇成為BMS絕緣監測設計成功的關(guān)鍵!
高檔電動(dòng)汽車(chē)(如:BMW、AUDI、Daimler、Volkswagen等)選用的干簧繼電器供應商是Standex-Meder Electronics(斯丹麥德電子),主要是Standex-Meder Electronics提供的干簧繼電器相比傳統的固態(tài)繼電器(SSR和OptoMOS)技術(shù)優(yōu)勢更明顯,其技術(shù)競爭優(yōu)勢如下:
1)更低的導通電阻(0.1Ω VS 300Ω)
2)無(wú)漏電流(0 VS 10μA @1500V,1μA@250V)
3)更低的輸出電容(typ 0.5pF VS 3pF)
4)更寬的工作溫度范圍(-40℃~105℃ VS -40℃~85℃)
5)觸點(diǎn)間擊穿電壓高達5KV
6)物理隔離VS非物理隔離
在BMS絕緣監測設計中,本文介紹一款Standex-Meder Electronics推出的干簧繼電器KT05-1A-BV88622。其額定功率100W,最大切換電壓達1000VDC,最高至5kVDC簧片擊穿電壓,沒(méi)有內部焊點(diǎn)的創(chuàng )新設計,滿(mǎn)足爬電距離12mm的要求,符合IEC標準,AEC-Q200 & UL認證。
其尺寸為L(cháng)*W*H=30.2mm*10.2mm*8.7mm,pin間距為20.3mm、27.94mm,具體請參考如下圖1所示。
圖1:高壓干簧繼電器KT05-1A-BV88622尺寸圖
最后介紹下,利用該高壓干簧管電動(dòng)汽車(chē)BMS高壓絕緣監測設計參考電路,如圖2所示。設計原理:利用2個(gè)干簧繼電器(KT-Relay)分別測量電池的正、負母線(xiàn),其作用是隔離高壓電池電路和低壓測量電路。當繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí),高擊穿電壓提供完美隔離;當繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí),極低的導通電阻不會(huì )影響測量精度。
圖2:干簧管高壓絕緣檢測參考電路
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