集成电阻分压器如何提高电动汽车的电池系统性能

在古代电动汽车(EV)跟混杂能源汽车(HEV)中，电池治理体系 (BMS) 是电池包的年夜脑，担任确保电池的机能、保险性跟寿命。BMS 可监控多个参数，如充电状况跟安康状况，充电状况能供给可用的残余能量，安康状况能评价电池电芯的团体状态跟老化水平。这些指标有助于保持高效力源应用并耽误电池的过早老化。本文援用地点：为了满意有关电池效力跟情况可连续性的法例，汽车制作商必需在车辆的全部性命周期内坚持十分精良的电池安康状况。比方，加利福尼亚州氛围资本委员会 (California Air Resources Board) 提出了多项尺度，请求电动汽车在 10 年内（2030 年之前款车型为 150,000 英里）至少坚持 80% 的续航里程。这是最早将于 2026 年款车型开端实行的较低请求的成果，划定在 2031 年款车型之后持续严厉履行法例。相似的尺度曾经在寰球失效，因而须要在 BMS 中应用更进步的集成处理计划来进步检测精度。在本文中，咱们将先容与分破式电阻链比拟，集成式高压电阻分压器怎样供给更准确且更节俭空间的电压衰减方式，从而使 BMS 可能更好地均衡电池包并延伸其寿命。图1展现了电动汽车内的电池电芯跟电池治理体系。图1 ≥400V电动汽车电池经由过程电阻分压器停止衰减，以衔接BMS的其他局部利用基本常识典范的电动汽车电池电压为 ≥400V，行业正在野着 1kV 或更高电压的趋向开展。更高电压的电池有助于下降最年夜电流请求并更年夜限制地进步效力。丈量此电压并将其转达给相干车辆体系须要应用模数转换器 (ADC) 停止旌旗灯号转换，该转换器平日由大概 5V 的电压供电。ADC 不接收年夜于该电压的输入旌旗灯号。为了维护 ADC 跟其余高压元件免受绝对较年夜的电池电压的影响，须要应用断绝式缩小器等器件来保持高压域跟高压域之间的断绝。只管是两个电压域之间的电桥，断绝式缩小器只能接收与 ADC 相似的电压范畴，从而须要在达到断绝缩小器之前衰减电池电压。平日应用电阻分压器实现此目标，将高电压旌旗灯号下降到电压较低的满量程范畴内。图 2 是直流总线丈量的电路图，该丈量应用长串电阻器，以便将电池电压衰减到可接收的程度。图2 应用分破式电阻梯丈量电池电压的电路分破式电阻器链的毛病在处置年夜于 400V 的电压时，必需斟酌爬电间隔跟空隙，以避免呈现电弧并确保绝缘保险。只管传统的电阻分压器仅须要两个电阻器，但为了实现爬电跟空隙，高压衰减平日采取长链电阻器来增添高压跟高压节点之间的物理间隔。依据 IEC 60115-8，每个电阻上的最年夜连续压降都遭到限度；平日情形下，每个 1206 外壳尺寸名义贴装电阻为 200V，每个 0805 外壳尺寸电阻为 150V。该计划方式确切存在一些毛病。即便应用精细电阻器，每个分破式电阻器的固有容差变更也可能会使分压比呈现明显差别，从而招致电压丈量禁绝确。分破式电阻器还轻易因温度变更跟老化而招致电阻变更。此类电阻器两头的焊接点也会裸露在外，可能招致额定的泄露跟寄生电容或电感，除非采取保形涂层或其余维护办法，而这些办法会增添处理计划本钱。在长链分破式电阻器中，这些影响会加剧，跟着时光的推移进一步下降电压检测精度；招致充电状况跟运转状态估量过错，进而招致电池治理决议欠佳（比方充电跟放电周期不准确）；终极会收缩电池寿命跟电动汽车续航里程。集成的上风德州仪器 RES60A-Q1 集成电阻分压器的宽体 SOIC 封装经专门计划，能满意国际电工委员会 61010 尺度界说的爬电间隔跟空隙尺度，可处置高达 1.7kV 的电压。该器件在机能跟牢靠性方面存在明显上风。为初始比率跟超时容差指定的最年夜限值有助于确保分压比正确，只管存在老化或情况变更（如温度变更）的影响。对重视分歧机能的利用而言，牢靠性十分主要。集成电路封装计划省去了漫长的分破式电阻链，从而减小所需的印刷电路板尺寸。这种整合不只简化了电路规划，并且下降了组装本钱。更少的裸露节点可下降泄电或寄失效应发生偏差的可能性，无需保形涂层，而且还可能下降本钱。图 3 是直流总线丈量的电路图，此中 RES60A-Q1、RES11A-Q1 跟 AMC1311B-Q1 供给了一种丈量穿过断绝栅的电压并实现小于 1% 的满量程范畴偏差的方式。图3 采取RES60A-Q1、RES11A-Q1跟AMC1311B-Q1的电池电压丈量电路差分至单端转换存在差分输出的断绝式缩小器很受欢送，由于差分输出十分合适承载更长间隔的旌旗灯号。出于保险斟酌，计划职员平日会将其高压元件放置在阔别高压源的地位。要将此旌旗灯号馈入单端 ADC，须要经由过程增加集成差分缩小器或在缩小器四周设置四个分破式电阻器来停止差分到单端转换（请参阅图 3）。一般电阻器也会在分破式差分缩小器实现中引入比率漂移，详细起因与分破式电阻分压器在衰减时期引入偏差的起因雷同。将集成电阻器（如 RES11A-Q1）与高精度缩小器（如OPA388-Q1）相联合，可发生存在高共模克制比的差分缩小器，这有助于下降噪声跟增加其余偏差。结语在计划 BMS 的高电压衰减电路时，从分破式电阻链过渡到 RES60A-Q1 等处理计划存在诸多上风。当与 RES11A-Q1 等帮助元件共同应用以停止差分旌旗灯号转换时，这些集成器件有助于使电动汽车长时光保持安康的电池状况。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->