U vozidel s novými energetickými zdroji elektrická vozidla, systém BMS (Battery Management System) působí jako strážce, který tiše chrání bezpečnost a výkon baterie. Přesně monitoruje napětí, proud a teplotu, zabrání přebíjení a přehlubokému vybíjení a díky inteligentní technologii vyrovnávání zvyšuje výdrž. Cívky hrají nepostradatelnou roli v klíčových oblastech systému BMS, jako je napájecí převod, filtrace a izolovaná komunikace, zejména při potlačování rušení, převodu napětí a integritě signálu. Výběr správné cívky je proto rozhodující pro zlepšení bezpečnosti a účinnosti elektrických vozidel.
1- Hlavní aplikace cívek v BMS
V automobilovém systému BMS se cívky primárně používají v napájecích měničích, vyrovnávacích obvodech a filtračních obvodech, konkrétní aplikace a požadavky jsou následující.
1.1 DC-DC měnič
DC-DC měnič je jedním z nejběžnějších modulů v systému BMS. Různé moduly uvnitř BMS (MCU, AFE čip, teplotní senzor, proudový senzor atd.) obvykle vyžadují různé stabilní nízké stejnosměrné napětí (např. 5 V, 3,3 V, 1,8 V atd.). Tato napětí jsou generována DC-DC měničem z napětí sběrnice baterie (vysoké napětí) nebo z nízkonapěťové pomocné baterie (12 V). Ve spínacích obvodech typu Buck/Boost je cívka klíčovou součástí pro ukládání energie a filtraci. Ukládá energii, když je spínací tranzistor zapnutý, a uvolňuje ji do výstupu, když je tranzistor vypnutý, čímž dosahuje převodu a stabilizace napětí.
Volba hodnoty indukčnosti přímo ovlivňuje zvlnění proudu, účinnost převodu a přechodovou odezvu. Požadavky na výkonové cívky ve spínacích obvodech typu Buck/Boost zahrnují především: vysoký jmenovitý proud, nízký odpor v ustáleném stavu (DCR), dobrá teplotní stabilita a miniaturizovaný design.
1.2 Aktivní vyrovnávací obvod
Aktivní vyrovnávací obvody dosahují vyvážení náboje mezi jednotlivými články baterie přesunem energie, čímž zvyšují využití efektivity celé bateriové sady. U některých typů aktivních vyrovnávacích topologií jsou pro přenos energie používány cívky. Ty střídavě ukládají a uvolňují energii během spínacího cyklu, čímž umožňují přenos energie mezi články nebo mezi články a sběrnicí. Některé pomocné DC-DC měniče ve vyrovnávacích obvodech rovněž využívají cívky pro filtraci.
Požadavky na výkon cívek v aktivních vyrovnávacích obvodech zahrnují především miniaturizaci, nízké ztráty, vysokou účinnost, vhodné hodnoty indukčnosti a saturace proudu a zároveň splnění automobilových norem, jako je široký rozsah provozních teplot a odolnost proti vibracím.
1.3 Filtrační obvod EMI/EMC
Filtrující tlumivky v BMS se primárně používají pro filtraci napájení/výstupu nebo pro filtraci komunikačních linek a umisťují se na přípojky napájení/výstupu a rozhraní komunikačních linek. Souběžné tlumivky (common mode chokes) slouží k potlačení souběžného šumu na napájecích linkách, čímž zabraňují tomu, aby vnitřní šum v BMS ovlivňoval jiná zařízení, nebo aby se externí šum dostal do BMS. Diferenciální tlumivky se používají k potlačení diferenciálního šumu na napájecích linkách.
Indukčnosti pro EMI/EMC filtry (diferenciálního i souběžného režimu) musí splňovat následující požadavky:
◾ Impedanční charakteristiky: Dobré vysokofrekvenční impedanční charakteristiky.
◾ Jmenovitý proud: Relativně menší než u výkonových tlumivek, ale větší než maximální pracovní proud protékající touto linkou.
◾ Proud nasycení: Musí odolat možným přechodným vysokým proudům (např. náhlý pokles zátěže), aniž by došlo k nasycení a poruše.
◾ Frekvenční rozsah: Pokrývá frekvenční pásmo šumu, který má být potlačen.
Použití Codaca tlumivky v automobilových systémech BMS
2- Požadavky na tlumivky v automobilovém BMS
Tlumivky pro automobilové systémy BMS musí splňovat nejen základní požadavky na výkon, jako je hodnota indukčnosti, proud, impedance a frekvence, ale také následující standardy pro automobilový průmysl:
◾ Provozní teplota: -40 °C až +125 °C, nebo dokonce vyšší, schopnost přizpůsobit se všem možným provozním prostředím vozidel.
◾ Vysoká spolehlivost: Životnost výrobku (10–15 let nebo delší), shoda se standardem AEC-Q200, silná odolnost proti vibracím a nárazům.
◾ Environmentální normy: Shoda s RoHS, REACH, bezhalogenové a další environmentální standardy.
◾ Sledovatelnost: Certifikace podle systému IATF16949, splnění přísných požadavků automobilového průmyslu na správu dodavatelského řetězce a kvalitativní sledovatelnost.
Různé obvody v automobilovém BMS mají zcela odlišné požadavky na klíčové provozní parametry cívek (saturační proud, DCR, vysokofrekvenční impedance, filtrační pásmo), avšak všechny aplikace musí splňovat přísné automobilové standardy týkající se teploty, spolehlivosti, mechanických a environmentálních aspektů (v souladu s AEC-Q200). Při výběru cívek je nezbytné pečlivě vyhodnotit tyto klíčové parametry na základě konkrétní aplikace a provést důkladné testování a ověření, aby byla zajištěna výkonnost, spolehlivost a bezpečnost celého systému BMS.
3- Codaca nabízí vysokovýkonné automobilové cívky pro automobilové BMS
Codaca se více než 24 let věnuje vývoji a výzkumu induktorů a poskytuje automobilovému průmyslu širokou škálu výkonných induktorů v různých sériích. Společnost Codaca samostatně vyvinula několik řad, včetně automobilových litých výkonových induktorů, automobilových induktorů pro vysoké proudy a automobilových filtrů proti rušení, aby splnila návrhové požadavky na miniaturizaci, integraci, nízké ztráty a vysokou účinnost elektroniky používané v automobilech.
[Kliknutím na obrázek se dozvíte více o Tlumivkách pro automobilový průmysl od Codaca ]
3.1 Automobilové induktory pro vysoké proudy
Automobilové výkonné tlumivky s vysokým proudem, vyvinuté nezávisle společností Codaca, využívají nízkoztrátové magnetické jádro a cívku z plochého drátu, čímž dosahují extrémně nízkých ztrát v jádře a vynikajících vlastností měkké saturace, což jim umožňuje odolávat vyšším přechodným špičkovým proudům. Maximální nasycovací proud tlumivky může dosáhnout 350 A, pracovní teplotní rozsah je od -55 °C do +155 °C, čímž splňuje náročné podmínky automobilové elektroniky s vysokými proudy a vysokými provozními teplotami. Tlumivka dokáže udržet nízké oteplení na svém povrchu i při dlouhodobém působení vysokého proudu, díky čemuž se široce používá v různých topologických řešeních automobilových systémů BMS.
Doporučené produkty: VSRU / VSBX / VPRX a další série.
3.2 Automobilové formované výkonové tlumivky
Automobilové formované výkonné tlumivky vyvinuté společností Codaca využívají inovativní technologie a procesy, včetně nízkoztrátových jádrových materiálů a nového návrhu elektrod. To výrazně snižuje velikost a ztráty tlumivek, zároveň zvyšuje spolehlivost. Tímto způsobem jsou vyřešeny technické problémy, jako je deformace cívky a vznik trhlin během procesu lisování tlumivek. Snížení celkových ztrát u automobilových formovaných výkonových tlumivek činí více než 30 %, umožňuje provozní teplotu až do 165 °C a dosahuje účinnosti napájení až 98 %, čímž efektivně zvyšuje spolehlivost systému BMS a účinnost DC-DC měniče.
Doporučené Produkty : VSAB / VSEB / VSEB-H / VPAB a další série.
3.3 Automobilové běžné režimové tlumivky
Automobilový společný tlumivka Codaca má vysokou impedanční charakteristiku, která efektivně potlačuje rušení ve společném režimu. Díky kompaktní velikosti a nízkému profilu je vhodná pro povrchovou montáž (SMT), čímž splňuje požadavky na miniaturizaci automobilové elektroniky; vysoká spolehlivost, provozní teplota: -40 ℃ až +125 ℃ / -55 ℃ až +150 ℃, efektivně potlačuje rušení ve společném režimu na stejnosměrných napájecích vedeních, zejména v obvodech jako DC-DC měniče v nových elektromobilech a systémech řízení baterií BMS, čímž efektivně snižuje vliv elektromagnetického rušení na stabilitu systému.
Doporučené produkty: VSTCB / VCRHC / VSTP , a další řady.
EN