新能源车的自燃问题总是令人印象深刻,那些相关的可怕新闻图片屡屡出现,致使许多人一谈及新能源车,第一反应便是其自燃隐患。本文将深入探讨电池管理系统Battery Management System (BMS)的工作原理,并分析静电浪涌等外部因素如何影响BMS的正常运作,最终给出有效的防护方案,帮助降低自燃风险。

一、新能源车为什么会自燃?

归根结底,新能源车自燃的原因主要集中在电池及其管理系统上。电池自身问题、电池管理系统(BMS)的问题、外部碰撞或环境都可能导致电池故障。而BMS作为解决这些问题的关键组件,负责监控电池组的各项参数,如电压、电流和温度,并通过精密算法来管理充放电过程,确保电池的安全和高效使用。

一个可靠的BMS不仅能延长电池寿命,还能预防诸如过热、短路等可能引发火灾的安全隐患。BMS犹如电动汽车的“大脑”,它的健康直接关系到车辆的整体性能和用户的生命财产安全。

尽管每个车企在设计BMS系统时都会加入上述功能,但为何还会出现自燃现象?这就不得不提到静电浪涌,静电浪涌是一种瞬态高电压现象,通常发生在人体接触、闪电打击或电力系统波动时。静电浪涌可以通过多种途径影响BMS的正常工作。例如,它可能引起数据传输错误、电子元件损坏,甚至使整个系统失效。

某知名电动汽车品牌在其早期车型中发生了多起自燃事故,最终促使公司决定召回4,803辆搭载特定批次动力电池包的车辆。调查结果显示,起火原因是由位于车辆前部的一个电池模组故障引起。虽然官方报告没有明确指出静电浪涌是直接原因,但在任何涉及电子设备的情况下,静电浪涌都是一个潜在的风险点。特别是在充电过程中,连接器插拔操作容易产生静电放电,如果没有适当的防护措施,这种放电可能会损坏BMS或其他关键组件,进而影响整个电池系统的稳定性,增加热失控的可能性。

三、雷卯专注汽车电子静电浪涌防护

为了有效防止静电浪涌对BMS的影响,必须遵循隔离、屏蔽、泄放等防护原则。通过合理的电路设计和材料选择,可以大大提升BMS的抗干扰能力和可靠性。以下是雷卯电子针对不同接口的静电浪涌防护方案:

l DC 12V电源口浪涌抛负载保护

采用大功率的TVS或PTC+TVS的组合方案,满足ISO10605-2,等级4,接触放电±15KV,空气放电±25KV。推荐Leiditech双向 TVS二极管SMDJ24CA或P8S33CA。PPTC选用Leiditech HL30-300,保持电流3A,触发电流6A,最大电压30V,DIP封装。

l CAN总线端口浪涌静电保护

如方案图示,雷卯电子采用低残压的TSS,有效保护接口,TSS反应时间为ns级,既可防浪涌,又可防静电,且保证信号完整性.满足满足ISO10605-2 (静电接触放电±8kV,空气放电±15KV),符合北京汽车企标BAS582—2019中对于CAN总线BC的接触放电±8KV,空气放电±15KV的要求。

l LIN静电保护方案:

为LIN总线设计了一种单路非对称双向ESD防护器件PESD1LIN。符合ISO10605-2 (±23kV空气放电,±23kV接触放电)标准,满足北京汽车企标BAS582—2019中对于LIN总线BC的接触放电±8KV,空气放电±15KV的要求。

l 传感器静电防护方案:

采用GBLC24C保护24V供电的传感器芯片,小封装SOD-323,峰值脉冲电流8A,峰值脉冲功率400W,钳位电压50V。满足ISO10605-2,接触放电±30kV,空气放电±30kV。

上述方案推荐料号参数如下:

四、结语

BMS作为电动汽车的核心控制系统,其稳定性和安全性直接影响着整车的性能和用户的安全。静电浪涌作为一种常见的外部干扰源,虽然看似微不足道,但却可能引发一系列严重后果。因此,制造商和从业人员需要在设计初期就重视EMC正向设计。

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Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌,供应ESD,TVS,TSS,GDT,MOV,MOSFET,Zener,电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。