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电动汽车的安全性,尤其是动力电池的安全性,一直以来都是消费者关注的重点。作为电动车动力电池系统的“大脑”,动力电池管理系统(BMS)的设计和性能直接影响电动汽车的使用和安全,产品应通过EMC测试,对于使用中可能存在的过载、短路、浪涌、静电等具有完善的保护功能。BMS开发和生产应符合ISO26262标准,其设计方法、安全技术、测试方法以及需要达到的技术指标的要求非常严格。
常规BMS系统框图如图1所示,主要由主控单元、从控单元、信息采集单元、信息传输及显示单元等组成。在硬件设计过程中,为达成产品的高可靠性和安全性,在各功能区需要选择PPTC、FUSE等被动保护器件以保护电子电路在复杂电磁环境中的功能和安全。
图1:BMS系统框图
(1)控制单元电源输入保护
在电动汽车的使用过程中,其电子设备常常遭受瞬态脉冲骚扰源的干扰,其形态为各种瞬变电压或者电路开断瞬间的电弧等,可以影响电子设备的正常工作或造成设备损坏。
ISO7637中规定的5种脉冲用以模拟现实使用环境中可能出现的瞬态电压变化,脉冲1、脉冲2b及脉冲5属于高能量脉冲,测试时较难通过。设计上可以通过选用PPTC和TVS实现电压钳位和限流的作用,保护下游电子电路的安全。PPTC由于其独特的电阻温度特性,可以在TVS导通后,抑制电流,减小TVS的泻流时间,起到保护TVS及后级电路作用。由表1可以看出,PPTC与TVS的组合方案可以更好地帮助电子系统抵御抛负载脉冲的影响。
表1PTC对抛负载测试的影响
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