新エネルギー電気自動車において、BMS（バッテリーマネジメントシステム）はガーディアンとして機能し、バッテリーの安全性と性能を静かに守っています。BMSは電圧、電流、温度を正確に監視し、過充電や過放電を防止するとともに、インテリジェントなバランス調整技術によって航続距離を向上させます。インダクタは、BMSシステムにおける電力変換、フィルタリング、絶縁通信といった重要な側面で不可欠な役割を果たしており、特にノイズ抑制、電圧変換、信号の完全性において重要です。したがって、電気自動車の安全性と効率性を高めるためには、適切なインダクタを選定することが極めて重要です。
1- BMSにおけるインダクタの主な用途
自動車用BMSシステムでは、インダクタは主に電力変換回路、バランス回路、フィルタ回路に使用されており、具体的な用途と要件は以下の通りです。
1.1 DC-DCコンバータ
DC-DCコンバータはBMS内で最も一般的なモジュールの一つです。BMS内の各種モジュール（MCU、AFEチップ、温度センサー、電流センサーなど）は通常、異なる安定した低電圧の直流電圧（例えば5V、3.3V、1.8Vなど）を必要とします。これらの電圧は、バッテリーパックのバス電圧（高電圧）または低電圧補助バッテリー（12V）からDC-DCコンバータによって生成されます。Buck／Boost回路では、インダクタがエネルギーの蓄積とフィルタリングのための核心的な部品です。スイッチングトランジスタがオンのときにエネルギーを蓄え、オフのときにそのエネルギーを出力側に放出することで、電圧の変換と安定化を実現します。
インダクタンス値の選定は、電流リプル、変換効率、過渡応答に直接影響を与えます。Buck／Boostコンバータにおけるパワーインダクタの要求仕様は主に以下の通りです：高定格電流、低DC抵抗、優れた温度安定性、小型設計。
1.2 アクティブ・バランス回路
アクティブバランス回路は、電池セル間でのエネルギー移動を通じて充電バランスを実現し、それによりバッテリーパックの使用効率を向上させます。アクティブバランス回路のいくつかのトポロジーでは、インダクタがエネルギー移動の媒体として使用されます。インダクタはスイッチング周期内で交互にエネルギーを蓄積および放出することで、セル間またはセルとバス間のエネルギー移動を実現します。バランス回路内の一部の補助DC-DCコンバータも、フィルタリングのためにインダクタを使用しています。
アクティブバランス回路におけるインダクタの性能要件には、主に小型化、低損失、高効率、適切なインダクタンス値および飽和電流が含まれ、広い温度範囲や振動耐性などの自動車グレードの性能要件を満たす必要があります。
1.3 EMI/EMCフィルタ回路
BMSにおけるフィルタリング用インダクタは、主に電源入出力のフィルタリングまたは通信ラインのフィルタリングに使用され、電源入出力ポートおよび通信ラインインターフェースに配置されます。共通モードチョーク（コモンモードチョーク）は、電源ライン上の共通モードノイズを抑制するために使用され、BMS内部のノイズが他のデバイスに干渉するのを防いだり、外部のノイズがBMSに侵入するのを防止します。差動モードインダクタは、電源ライン上の差動モードノイズの抑制に使用されます。
EMI/EMCフィルタインダクタ（差動モードおよび共通モード）は、以下の要件を満たす必要があります：
◾ インピーダンス特性： 良好な高周波インピーダンス特性を持つこと。
◾ 定格電流： パワーインダクタより比較的小さいが、このラインを流れる最大作動電流よりも大きいこと。
◾ サチュレーション電流（磁気飽和電流）： 負荷の急激な低下などの可能性のある過渡的高電流に耐えられ、磁気飽和して機能停止しないことが必要です。
◾ 周波数範囲： 抑制対象のノイズ周波数帯域をカバーすること。
応用例 コダカ 自動車用BMSシステムのインダクタ
自動車用BMSにおけるインダクタの要件
自動車用BMSシステムのインダクタは、インダクタンス値、電流、インピーダンス、周波数などの基本的な性能要件を満たすだけでなく、以下の自動車グレード規格にも適合しなければなりません。
◾ 動作温度：-40°C から +125°C、あるいはそれ以上の範囲で、あらゆる自動車の運用環境に適応可能であること。
◾ 高信頼性：製品寿命（10～15年またはそれ以上）、AEC-Q200規格への準拠、振動および衝撃に対する強い耐性。
◾ 環境基準：RoHS、REACH、ハロゲンフリーなどの環境規制への準拠。
◾ トレーサビリティ：IATF16949認証取得済みで、自動車業界の厳しいサプライチェーン管理および品質トレーサビリティ要件を満たしていること。
自動車用BMSの異なる回路は、インダクタの主要性能パラメータ（飽和電流、DCR、高周波インピーダンス、フィルタリング帯域）に対して明確に異なる要求仕様を持っていますが、すべての用途において温度、信頼性、機械的および環境面での厳しい自動車規格（AEC-Q200準拠）を満たす必要があります。インダクタを選定する際には、特定の用途に基づいてこれらの主要パラメータを慎重に評価し、十分なテストと検証を行うことが不可欠であり、これによりBMSシステム全体の性能、信頼性、安全性を確保できます。
3- Codacaは自動車用BMS向けに高性能な自動車規格対応インダクタを提供
Codacaは24年以上にわたりインダクタの研究開発に注力しており、自動車産業向けに複数シリーズにわたる各種高性能インダクタを提供しています。Codacaは、自動車用成形電力インダクタ、自動車用高電流電力インダクタ、自動車用共通モードチョークなど、自動車グレードの複数シリーズを独自に開発し、自動車電子機器の小型化、集積化、低損失、高効率化という設計要件に対応しています。
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3.1 自動車グレード高電流電力インダクタ
Codacaが独自に開発した自動車用高電流パワーインダクタは、低損失の磁心材料とフラットワイヤー巻線構造を採用しており、非常に低い鉄損と優れたソフトサチュレーション特性を備えています。これにより、より高い過渡ピーク電流に耐えることが可能になっています。インダクタの最大飽和電流は350Aに達し、動作温度範囲は-55℃から+155℃までで、高電流かつ高温動作環境が要求される自動車電子機器の厳しい条件を満たしています。長時間にわたり高電流を流してもインダクタ表面の温度上昇を低く保つことができ、自動車用BMSシステムのさまざまなトポロジー回路に広く使用されています。
おすすめ商品： VSRU / VSBX / VPRX その他シリーズもございます。
3.2 自動車用成形パワーインダクタ
Codacaが独自に開発した自動車用成形パワーチョークコイルは、低損失のコア材料や新しい電極設計など、革新的な技術とプロセスを採用しています。これにより、インダクタのサイズと損失を大幅に削減するとともに信頼性を向上させます。この技術は、インダクタの成形工程中に発生するコイルの変形や亀裂といった技術的課題を解決します。自動車用成形パワーチョークコイルの総合損失を30％以上低減し、最大165°Cまでの動作温度に対応し、最大98%の高効率を実現します。これにより、BMSシステムの信頼性およびDC-DC変換効率を効果的に向上させます。
推奨 製品 : VSAB / VSEB / VSEB-H / VPAB その他シリーズもございます。
3.3 自動車向け共通モードチョーク
Codacaの自動車用グレード共通モードチョークは、高インピーダンス特性を備えており、共通モードノイズを効率的に抑制します。小型で低背設計のため、表面実装技術（SMT）に適しており、自動車電子機器の小型化ニーズに対応します。高い信頼性を有し、動作温度範囲は-40℃～+125℃／-55℃～+150℃で、DC電源ラインにおける共通モードノイズの干渉を効果的に抑制します。特に、新エネルギー車のDC-DCコンバータやBMSバッテリーマネジメントシステムなどの回路において、電磁妨害がシステムの安定性に与える影響を効果的に低減します。
おすすめ商品： VSTCB / VCRHC / VSTP 、およびその他のシリーズ。
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