【应用】BMS通信接口的保护为什么要选这款TVS?

【摘要】随着环保的节能问题的日益突出,电动汽车的发展越来越受到人们的关注。作为电动汽车发展的关键技术之一,动力蓄电池及其管理系统成为人们研究的热点。本文论述了车用动力锂离子BMS通信接口保护的重要性以及TVS如何保护通信系统。


如今在国家政策的支持下,纯电动汽车的发展如火如荼,各大厂商都投入巨大的人力物力进行纯电动汽车的相关产品研发。纯电动汽车是由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。其中,电源系统是重中之重,由于锂离子电池具有比能量高、输出功率大,循环寿命长等优点,在电动汽车的应用中越来越广泛。


电池管理系统(BMS)-锂电池充放电的保护之神    
目前电动汽车动力蓄电池主流以锂电池为主,如特斯拉是以18650封装的电池通过串并联实现高压大电流输出。在串联使用时,由于制造、环境等差异因素影响,在充放电过程中,每节锂电池的电压并不能做到完成等电压,这时候就会产生不利:放电时,低电压的可能会过放电,而高电压的可能还有剩余电量没有放完,这样就降低了车辆的续航能力,甚至会降低电池的寿命;同样充电时,高电压的已经充满截止,而低电压的还没充满电,也会造成续航能力的下降。


这时候,电池管理系统(BMS)的介入,可以精确管理每节电池的充放电过程,对提高电池寿命、提高续航能力、提高能源利用率有显著效果。图1为电池包的组成结构,首先是多节串联构成Cell,利于电池充放电均衡管理及温度检测等;多个Cell的串联后再进行并联则提高输出电压的同时,也能提高输出电流,达到驱动电机所需要的功率。


图1:电池包的组成结构


论BMS通信接口保护的重要性
每个Cell、Micro Controller、BMS/Charge Controller之间需要协调控制,那么他们之间就免不了要进行数据交换,常见的通信总线有485、232、CAN等。通信的可靠性与实时性关系到整个系统是否能稳定安全运行,其中的利害关系显而易见。通信容易受到来自雷电、系统本身电源浪涌及静电的影响,造成系统通信瘫痪,甚至永久损坏,严重可能造成车毁人亡的悲剧。所以,通信线路的保护尤为重要,常见的方式是在通信线路上增加TVS,能有效抵御来自雷电、电源浪涌及静电的影响。


BMS通信接口的保护为什么要选这款TVS?
针对通信系统中来自雷电、电源浪涌及静电这些危害,一般采用在整个电池串上高电压TVS用于瞬变保护。LittleFuse推出的SP3030系列TVS二极管通过了AEC-Q101汽车认证,低至0.5pF的结电容,在高速通信中,能有效降低对通信波形的影响,同时低至0.1uA的电流也能节源开流,降低损耗,IEC61000-4-5 (tp=8/20μs)测试条件下可承受3A电流,25A电流可选择SP4021,30A电流可选择SD05C。SP3030的其它参数如下:


图2:SP3030系列TVS二极管参数

2017-01-09    世强
徐胜红
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