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Collegamenti Rapidi
Nei veicoli elettrici a nuova energia, il BMS (Battery Management System) agisce come un guardiano, proteggendo silenziosamente la sicurezza e le prestazioni della batteria. Monitora con precisione tensione, corrente e temperatura, prevenendo sovraccarichi e scariche eccessive, e migliora l'autonomia attraverso tecnologie intelligenti di bilanciamento. Gli induttori svolgono un ruolo indispensabile in aspetti chiave del sistema BMS come la conversione dell'energia, i circuiti di filtraggio e la comunicazione isolata, in particolare nella soppressione del rumore, nella conversione della tensione e nell'integrità del segnale. Pertanto, la scelta dell'induttore giusto è fondamentale per migliorare la sicurezza e l'efficienza dei veicoli elettrici.
1- Le principali applicazioni degli induttori nel BMS
Nel sistema BMS automobilistico, gli induttori sono utilizzati principalmente nella conversione dell'energia, nei circuiti di bilanciamento e nei circuiti di filtraggio, con specifiche applicazioni e requisiti riportati di seguito.
1.1 Convertitore DC-DC
Il convertitore DC-DC è uno dei moduli più comuni in un BMS. I vari moduli all'interno del BMS (MCU, chip AFE, sensore di temperatura, sensore di corrente, ecc.) richiedono tipicamente diverse tensioni continue stabili a bassa tensione (ad esempio 5V, 3,3V, 1,8V, ecc.). Queste tensioni sono generate dal convertitore DC-DC a partire dalla tensione di bus del pacco batteria (alta tensione) o dalla batteria ausiliaria a bassa tensione (12V). Nei circuiti Buck/Boost, l'induttore è il componente fondamentale per l'accumulo di energia e il filtraggio. Accumula energia quando il transistor di commutazione è acceso e la rilascia all'uscita quando il transistor è spento, realizzando così la conversione e la stabilizzazione della tensione.
La scelta del valore di induttanza influenza direttamente l'ondulazione di corrente, l'efficienza di conversione e la risposta transitoria. I requisiti per gli induttori di potenza nei convertitori Buck/Boost includono principalmente: elevata corrente nominale, bassa resistenza in continua, buona stabilità termica e design miniaturizzato.
1.2 Circuito di bilanciamento attivo
I circuiti di bilanciamento attivo raggiungono l'equilibrio di carica tra le celle della batteria attraverso il trasferimento di energia, migliorando così l'efficienza d'uso del pacco batteria. In alcuni tipi di topologie di bilanciamento attivo, vengono utilizzati induttori come mezzo per il trasferimento di energia. Gli induttori immagazzinano e rilasciano alternativamente energia all'interno di un ciclo di commutazione per realizzare il trasferimento di energia tra le celle o tra le celle e il bus. Alcuni convertitori ausiliari DC-DC nei circuiti di bilanciamento utilizzano inoltre induttori per il filtraggio.
I requisiti prestazionali per gli induttori nei circuiti di bilanciamento attivo includono principalmente miniaturizzazione, basse perdite, alta efficienza, valori di induttanza appropriati e corrente di saturazione, soddisfacendo al contempo i requisiti prestazionali automobilistici come ampio intervallo di temperatura e resistenza alle vibrazioni.
1.3 Circuito filtro EMI/EMC
Gli induttori di filtraggio nel BMS sono utilizzati principalmente per il filtraggio dell'ingresso/uscita di potenza o per il filtraggio delle linee di comunicazione, posizionati ai terminali di ingresso/uscita di potenza e alle interfacce delle linee di comunicazione. I trasformatori comuni (common mode chokes) vengono impiegati per sopprimere il rumore in modo comune sulle linee di alimentazione, evitando che il rumore interno al BMS interferisca con altri dispositivi o che rumori esterni si accoppino al BMS. Gli induttori in modo differenziale sono utilizzati per sopprimere il rumore in modo differenziale sulle linee di alimentazione.
Gli induttori per filtri EMI/EMC (in modo differenziale e in modo comune) devono soddisfare i seguenti requisiti:
◾ Caratteristiche di impedenza: Buone caratteristiche di impedenza ad alta frequenza.
◾ Corrente nominale: Relativamente più piccola rispetto agli induttori di potenza, ma maggiore della corrente massima di funzionamento che scorre attraverso questa linea.
◾ Corrente di saturazione: Deve essere in grado di sopportare possibili correnti transitorie elevate (ad esempio una brusca riduzione del carico) senza saturarsi e guastarsi.
◾ Intervallo di frequenza: Deve coprire la banda di frequenza del rumore da sopprimere.
Applicazione di Codaca induttori nei sistemi BMS automobilistici
2- Requisiti per gli induttori nei sistemi BMS automobilistici
Gli induttori per i sistemi BMS automobilistici devono soddisfare non solo i requisiti di base relativi a induttanza, corrente, impedenza e frequenza, ma anche conformarsi ai seguenti standard per componenti automotive:
◾ Temperatura di esercizio: da -40°C a +125°C, o anche superiore, in grado di adattarsi a tutti gli ambienti operativi possibili per veicoli automobilistici.
◾ Alta affidabilità: vita utile del prodotto (10-15 anni o superiore), conforme agli standard AEC-Q200, elevata resistenza a vibrazioni e urti.
◾ Norme ambientali: conformità alle normative RoHS, REACH, privi di alogeni e ad altre norme ambientali.
◾ Tracciabilità: certificati secondo il sistema IATF16949, in conformità con le rigorose richieste dell'industria automobilistica in materia di gestione della catena di approvvigionamento e tracciabilità della qualità.
Diversi circuiti nei sistemi BMS automobilistici presentano requisiti nettamente differenti per i parametri prestazionali fondamentali delle induttanze (corrente di saturazione, DCR, impedenza ad alta frequenza, banda di filtraggio), ma tutte le applicazioni devono soddisfare rigorosi standard automotive per quanto riguarda temperatura, affidabilità, aspetti meccanici ed ambientali (conformi allo standard AEC-Q200). Nella selezione delle induttanze, è essenziale valutare attentamente questi parametri chiave in base all'applicazione specifica ed effettuare test e verifiche approfonditi per garantire le prestazioni, l'affidabilità e la sicurezza dell'intero sistema BMS.
3- Codaca fornisce induttanze automotive di alto livello per sistemi BMS automobilistici
Codaca si dedica alla ricerca e sviluppo di induttori da oltre 24 anni, fornendo all'industria automobilistica una varietà di induttori ad alte prestazioni in diverse serie. Codaca ha sviluppato autonomamente diverse serie, tra cui induttori di potenza stampati di grado automobilistico, induttori di potenza ad alta corrente di grado automobilistico e induttori comuni di modo di grado automobilistico, per soddisfare i requisiti di progettazione dell'elettronica automobilistica in termini di miniaturizzazione, integrazione, basse perdite ed elevata efficienza.
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3.1 Induttori di Potenza Automobilistici ad Alta Corrente
Gli induttori di potenza ad alta corrente sviluppati autonomamente da Codaca utilizzano materiali magnetici a bassa perdita e un design della bobina con filo piatto, caratterizzandosi per perdite nel nucleo estremamente ridotte ed eccellenti caratteristiche di saturazione morbida, che consentono loro di sopportare correnti di picco transitorie più elevate. La corrente massima di saturazione dell'induttore può raggiungere i 350 A, con un intervallo di temperatura di funzionamento da -55 ℃ a +155 ℃, soddisfacendo le esigenze degli ambienti elettronici automobilistici caratterizzati da alte correnti e temperature operative elevate. Può mantenere una bassa elevazione termica sulla superficie dell'induttore pur sopportando correnti elevate per periodi prolungati, risultando così ampiamente utilizzato in varie soluzioni topologiche per sistemi BMS automotive.
Prodotti consigliati: VSRU / VSBX / VPRX e altre serie.
3.2 Induttori di potenza modellati di classe automotive
Gli induttori di potenza stampati sviluppati autonomamente da Codaca utilizzano tecnologie e processi innovativi, inclusi materiali magnetici a basse perdite e un nuovo design degli elettrodi. Ciò riduce in modo significativo le dimensioni e le perdite dell'induttore, migliorandone l'affidabilità. Questo risolve le sfide tecniche come la deformazione della bobina e le crepe durante il processo di stampaggio dell'induttore. In questo modo si riducono le perdite complessive negli induttori di potenza automobilistici stampati di oltre il 30%, si consente una temperatura di funzionamento fino a 165°C e si raggiunge un'efficienza di potenza fino al 98%, migliorando efficacemente l'affidabilità del sistema BMS e l'efficienza di conversione DC-DC.
Raccomandato Prodotti : VSAB / VSEB / VSEB-H / VPAB e altre serie.
3.3 Dissipatori comuni per uso automobilistico
L'induttore comune di grado automobilistico Codaca presenta caratteristiche di alta impedenza, sopprimendo efficacemente il rumore in modo comune. Grazie alle dimensioni compatte e al design basso profilo, è adatto alla tecnologia di montaggio superficiale, soddisfacendo le esigenze di miniaturizzazione dell'elettronica automobilistica; elevata affidabilità, temperatura di funzionamento: -40℃ ～ +125℃ / -55℃~+150℃, supprime efficacemente le interferenze da rumore in modo comune sulle linee di alimentazione in corrente continua, in particolare nei circuiti come i convertitori DC-DC nei veicoli a nuova energia e nei sistemi di gestione delle batterie BMS, riducendo efficacemente l'impatto delle interferenze elettromagnetiche sulla stabilità del sistema.
Prodotti consigliati: VSTCB / VCRHC / VSTP , e altre serie.
