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En los vehículos eléctricos de nueva energía, el BMS (Sistema de Gestión de Baterías) actúa como un guardian, protegiendo silenciosamente la seguridad y el rendimiento de la batería. Supervisa con precisión el voltaje, la corriente y la temperatura, evita la sobrecarga y la descarga excesiva, y mejora la durabilidad mediante tecnología inteligente de equilibrio. Los inductores desempeñan un papel indispensable en aspectos clave del sistema BMS, como la conversión de potencia, filtrado y comunicación aislada, especialmente en la supresión de ruido, conversión de voltaje e integridad de señal. Por lo tanto, seleccionar el inductor adecuado es crucial para mejorar la seguridad y eficiencia de los vehículos eléctricos.
1- La aplicación principal de los inductores en el BMS
En el sistema BMS automotriz, los inductores se utilizan principalmente en la conversión de potencia, circuitos de equilibrio y circuitos de filtrado, con aplicaciones y requisitos específicos que se detallan a continuación.
1.1 Convertidor DC-DC
El convertidor DC-DC es uno de los módulos más comunes en un BMS. Los diversos módulos dentro del BMS (MCU, chip AFE, sensor de temperatura, sensor de corriente, etc.) normalmente requieren diferentes voltajes de corriente continua estables y de bajo nivel (como 5V, 3.3V, 1.8V, etc.). Estos voltajes son generados por el convertidor DC-DC a partir del voltaje del bus del paquete de baterías (alto voltaje) o de la batería auxiliar de bajo voltaje (12V). En los circuitos Buck/Boost, el inductor es el componente principal para el almacenamiento de energía y filtrado. Almacena energía cuando el transistor de conmutación está encendido y la libera hacia la salida cuando el transistor está apagado, logrando así la conversión y estabilización del voltaje.
La selección del valor de inductancia afecta directamente al rizado de corriente, eficiencia de conversión y respuesta transitoria. La demanda de inductores de potencia en convertidores Buck/Boost incluye principalmente: alta corriente nominal, baja resistencia DC, buena estabilidad térmica y diseño miniaturizado.
1.2 Circuito de equilibrio activo
Los circuitos de equilibrio activo logran el equilibrio de carga entre las celdas de la batería mediante la transferencia de energía, mejorando así la eficiencia de uso del paquete de baterías. En algunos tipos de topologías de equilibrio activo, se utilizan inductores como medio para la transferencia de energía. Los inductores almacenan y liberan energía alternativamente dentro de un ciclo de conmutación para lograr la transferencia de energía entre celdas o entre celdas y el bus. Algunos convertidores auxiliares DC-DC en los circuitos de equilibrio también utilizan inductores para filtrado.
Los requisitos de rendimiento para los inductores en circuitos de equilibrio activo incluyen principalmente miniaturización, baja pérdida, alta eficiencia, valores de inductancia adecuados y corriente de saturación, cumpliendo al mismo tiempo con los requisitos de rendimiento automotriz, como rango amplio de temperatura y resistencia a vibraciones.
1.3 Circuito de filtro EMI/EMC
Los inductores de filtrado en el BMS se utilizan principalmente para el filtrado de entrada/salida de potencia o el filtrado de líneas de comunicación, y se colocan en los puertos de entrada/salida de potencia y en las interfaces de las líneas de comunicación. Las bobinas de modo común se utilizan para suprimir el ruido en modo común en las líneas de alimentación, evitando que el ruido interno del BMS interfiera con otros dispositivos o que el ruido externo se acople al BMS. Los inductores en modo diferencial se utilizan para suprimir el ruido en modo diferencial en las líneas de alimentación.
Los inductores para filtros EMI/EMC (en modo diferencial y modo común) deben cumplir los siguientes requisitos:
◾ Características de impedancia: Buenas características de impedancia de alta frecuencia.
◾ Corriente nominal: Relativamente más pequeña que los inductores de potencia, pero mayor que la corriente máxima de trabajo que fluye por esta línea.
◾ Corriente de saturación: Debe soportar posibles corrientes transitorias elevadas (por ejemplo, caída repentina de carga) sin saturarse ni fallar.
◾ Rango de frecuencia: Debe cubrir la banda de frecuencia del ruido que se desea suprimir.
Aplicación de Codaca inductores en sistemas BMS automotrices
2- Requisitos para inductores en BMS automotrices
Los inductores para sistemas BMS automotrices no solo deben cumplir con requisitos básicos de rendimiento, como valor de inductancia, corriente, impedancia y frecuencia, sino también cumplir con las siguientes normas de calidad automotriz:
◾ Temperatura de operación: -40 °C a +125 °C, o incluso más alta, capaz de adaptarse a todos los entornos posibles de operación automotriz.
◾ Alta confiabilidad: vida útil del producto (10-15 años o más), conforme con las normas AEC-Q200, resistencia elevada a vibraciones y golpes.
◾ Normas medioambientales: cumplimiento con RoHS, REACH, libre de halógenos y otras normas medioambientales.
◾ Trazabilidad: certificado bajo el sistema IATF16949, cumpliendo con los estrictos requisitos de gestión de la cadena de suministro y trazabilidad de calidad de la industria automotriz.
Diferentes circuitos en el BMS automotriz tienen requisitos claramente distintos para los parámetros de rendimiento clave de los inductores (corriente de saturación, DCR, impedancia de alta frecuencia, banda de filtrado), pero todas las aplicaciones deben cumplir con rigurosos estándares automotrices en aspectos de temperatura, confiabilidad, mecánicos y ambientales (cumpliendo con AEC-Q200). Al seleccionar inductores, es esencial evaluar cuidadosamente estos parámetros clave según la aplicación específica y realizar pruebas y verificaciones exhaustivas para garantizar el rendimiento, la confiabilidad y la seguridad de todo el sistema BMS.
3- Codaca ofrece inductores automotrices de alto rendimiento para BMS automotriz
Codaca se ha dedicado durante más de 24 años a la investigación y desarrollo de inductores, ofreciendo a la industria automotriz una variedad de inductores de alto rendimiento en múltiples series. Codaca ha desarrollado independientemente varias series, incluyendo inductores de potencia moldeados de grado automotriz, inductores de potencia de alta corriente de grado automotriz y choques de modo común de grado automotriz, para satisfacer los requisitos de diseño de miniaturización, integración, baja pérdida y alta eficiencia en la electrónica automotriz.
[Haga clic en la imagen para obtener más información sobre Los inductores para automoción de Codaca ]
3.1 Inductores de Potencia de Alta Corriente de Grado Automotriz
Los inductores de potencia automotrices de alta corriente desarrollados independientemente por Codaca utilizan materiales magnéticos de núcleo de baja pérdida y un diseño de bobina con hilo plano, características que incluyen pérdidas extremadamente bajas en el núcleo y excelentes propiedades de saturación suave, lo que les permite soportar corrientes transitorias pico más elevadas. La corriente máxima de saturación del inductor puede alcanzar los 350 A, con un rango de temperatura de trabajo de -55 °C a +155 °C, cumpliendo así con los exigentes entornos electrónicos automotrices de alta corriente y altas temperaturas de operación. Puede mantener una baja elevación térmica en la superficie del inductor mientras soporta corrientes elevadas durante largos períodos, siendo ampliamente utilizado en diversas soluciones topológicas para sistemas BMS automotrices.
Productos Recomendados: VSRU / VSBX / VPRX y otras series.
3.2 Inductores de Potencia Moldeados Automotrices
Los inductores de potencia moldeados de grado automotriz desarrollados independientemente por Codaca utilizan tecnologías y procesos innovadores, incluyendo materiales de núcleo de baja pérdida y un nuevo diseño de electrodo. Esto reduce significativamente el tamaño y las pérdidas del inductor, a la vez que mejora la fiabilidad. Este avance resuelve desafíos técnicos como la deformación de la bobina y problemas de grietas durante el proceso de moldeo del inductor. Esto reduce las pérdidas totales en los inductores de potencia moldeados de grado automotriz en más del 30 %, permite una temperatura de operación de hasta 165 °C y alcanza una eficiencia de potencia de hasta el 98 %, mejorando efectivamente la fiabilidad del sistema BMS y la eficiencia de conversión DC-DC.
Recomendado Productos : VSAB / VSEB / VSEB-H / VPAB y otras series.
3.3 Filtros comunes de modo común de grado automotriz
El inductor de modo común de grado automotriz de Codaca presenta características de alta impedancia, suprimiendo eficientemente el ruido en modo común. Con un tamaño compacto y diseño de perfil bajo, es adecuado para la tecnología de montaje superficial, satisfaciendo las exigencias de miniaturización en electrónica automotriz; alta confiabilidad, temperatura de operación: -40℃ ～ +125℃ / -55℃~+150℃, suprime eficazmente las interferencias por ruido en modo común en líneas de alimentación de corriente continua, particularmente en circuitos como convertidores DC-DC en vehículos de nueva energía y sistemas de gestión de baterías BMS, reduciendo efectivamente el impacto de las interferencias electromagnéticas sobre la estabilidad del sistema.
Productos Recomendados: VSTCB / VCRHC / VSTP , y otras series.
