【经验】高压干簧继电器助力高档电动汽车BMS绝缘监测设计

2017-07-30 世强 honglei

汽车BMS电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带,可智能化监控管理各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。电动汽车电池电压范围为200~800V,汽车使用时或电池充电时一旦发生触电故障,会造成致命威胁!故电池和车体之间要有隔离设计,且绝缘强度必须高达3-4倍的工作电压。即汽车行业标准绝缘强度要达到1500-2800Vdc(GT/B 18384.1-2015,7.3.3.3.2)。


主流的BMS绝缘监测设计是通过检测加直流电压在动力母线和车身搭铁之间绝缘电阻上产生的漏电流进行安全监控。此漏电流可以采用一个小的电流探针在电池和车体连接处测量并监控结果。测量时,高压电池电路需要短时间连接到低压测量电路,这里需要用一个高绝缘电压的开关器件-高压干簧继电器做监测和保护功能,故对高压干簧继电器的合理选择成为BMS绝缘监测设计成功的关键!


高档电动汽车(如:BMW、AUDI、Daimler、Volkswagen等)选用的干簧继电器供应商是Standex-Meder Electronics(斯丹麦德电子),主要是Standex-Meder Electronics提供的干簧继电器相比传统的固态继电器(SSR和OptoMOS)技术优势更明显,其技术竞争优势如下:

1)更低的导通电阻(0.1Ω VS 300Ω)

2)无漏电流(0 VS 10μA @1500V,1μA@250V)

3)更低的输出电容(typ 0.5pF VS 3pF)

4)更宽的工作温度范围(-40℃~105℃ VS -40℃~85℃)

5)触点间击穿电压高达5KV

6)物理隔离VS非物理隔离


在BMS绝缘监测设计中,本文介绍一款Standex-Meder Electronics推出的干簧继电器KT05-1A-BV88622。其额定功率100W,最大切换电压达1000VDC,最高至5kVDC簧片击穿电压,没有内部焊点的创新设计,满足爬电距离12mm的要求,符合IEC标准,AEC-Q200 & UL认证。

其尺寸为L*W*H=30.2mm*10.2mm*8.7mm,pin间距为20.3mm、27.94mm,具体请参考如下图1所示。


图1:高压干簧继电器KT05-1A-BV88622尺寸图


最后介绍下,利用该高压干簧管电动汽车BMS高压绝缘监测设计参考电路,如图2所示。设计原理:利用2个干簧继电器(KT-Relay)分别测量电池的正、负母线,其作用是隔离高压电池电路和低压测量电路。当继电器触点断开时,高击穿电压提供完美隔离;当继电器触点闭合时,极低的导通电阻不会影响测量精度。


图2:干簧管高压绝缘检测参考电路


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相关技术文档:

Standex-meder KT高压&高绝缘干簧继电器数据手册 详情>>>


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  • Clarence Lv7 . 资深专家 2017-12-29
    好东西
  • derek Lv5 . 技术专家 2017-07-30
    不错
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