在生活中,BMS(Battery Management System,电池管理系统)是随处可见的,特别是在汽车电子和工商业储能中是不可或缺的。那么我们每天说的BMS到底是什么呢?在汽车电子中,BMS其实就是一块电路板,这块电路板可以实时监测电池的充电和放电情况,做短路/断路的保护措施,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命。它的主要工作就是处理电池有关的任务,外观如图一和图二。
图一 BMS电路板(图片来源于网络)
图二 电池管理系统(图片来源于网络)
BMS可以对锂电池做电压温度检测,对电流进行实时检测,与控制端之间做实时的通讯等,如图三(GIF)。
图三 BMS实时监测电池状态示意图(图片来源于网络)
在BMS中为了确保电池的安全和可靠性,需要进行全面的保护措施。其中,TVS作为一种重要的瞬态抑制器件,在BMS中发挥着重要的作用。TVS能够快速吸收和抑制电路中的瞬态过压脉冲,从而保护电路中的电子元器件不受损坏。在汽车BMS中,TVS主要用于以下两个方面:
电源端口保护:TVS可以放置在电源入口端,用于吸收电源线上的瞬态过电压,保护后续电路免受损坏,如图四所示。同时,TVS也可以多颗并联使用,以提高吸收能力和可靠性。
图四 电源端口(图片来源于网络)
信号端口保护:BMS中的信号端口也需要进行保护,以防止静电等瞬态能量对信号传输造成干扰或损坏。此时,可以选择专用的ESD保护器件,以更好地保护信号端口。
因此选择合适的TVS来保护BMS是非常重要的。满足汽车BMS要求的TVS需要满足以下条件:
(1)工作电压:TVS的VR值应大于或等于应用电路电压的1.2倍。
(2)耐受电压尖峰:汽车电路中的过电压尖峰可能会对TVS造成损坏,因此需要选择合适功率的TVS型号。
(3)寄生电容:TVS的寄生电容可能会对汽车电路中的信号产生干扰,因此需要选择寄生电容较小的TVS管来保护信号线路。
(4)可靠性:汽车电路中的TVS需要具有高可靠性,能够长时间稳定工作,并承受各种恶劣的工作环境,因此需要满足AEC-Q101可靠性标准。
(5)尺寸和重量:汽车电路中的TVS需要考虑到尺寸和重量的限制,以避免对汽车的布局和重量造成影响。
(6)认证和合规性:TVS应符合相关的国际标准和认证要求,以确保其符合汽车行业的要求和规定。
选择汽车用的TVS需要根据具体的应用场景和电路参数进行选型,以确保TVS能够有效地保护汽车电路。
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