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Em veículos elétricos de nova energia, o BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria) atua como um guardião, protegendo silenciosamente a segurança e o desempenho da bateria. Ele monitora com precisão tensão, corrente e temperatura, evitando sobrecarga e descarga excessiva, além de melhorar a durabilidade por meio de tecnologia inteligente de equalização. Os indutores desempenham um papel indispensável em aspectos-chave do sistema BMS, como conversão de energia, filtragem e comunicação isolada, especialmente na supressão de ruídos, conversão de tensão e integridade do sinal. Portanto, selecionar o indutor correto é crucial para melhorar a segurança e eficiência dos veículos elétricos.
1- A principal aplicação de indutores no BMS
No sistema automotivo de BMS, os indutores são utilizados principalmente na conversão de energia, circuitos de equalização e circuitos de filtragem, com aplicações e requisitos específicos conforme a seguir.
1.1 Conversor DC-DC
O conversor CC-CC é um dos módulos mais comuns em um BMS. Os diversos módulos dentro do BMS (MCU, chip AFE, sensor de temperatura, sensor de corrente, etc.) normalmente exigem diferentes tensões contínuas estáveis de baixa tensão (como 5 V, 3,3 V, 1,8 V, etc.). Essas tensões são geradas pelo conversor CC-CC a partir da tensão do barramento do pacote de baterias (alta tensão) ou da bateria auxiliar de baixa tensão (12 V). Em circuitos Buck/Boost, o indutor é o componente central para armazenamento de energia e filtragem. Ele armazena energia quando o transistor de comutação está ligado e a libera na saída quando o transistor está desligado, alcançando assim a conversão e estabilização de tensão.
A seleção do valor da indutância afeta diretamente a ondulação de corrente, a eficiência de conversão e a resposta transitória. A demanda por indutores de potência em conversores Buck/Boost inclui principalmente: alta corrente nominal, baixa resistência DC, boa estabilidade térmica e design miniaturizado.
1.2 Circuito Ativo de Balanceamento
Circuitos de balanceamento ativo alcançam o equilíbrio de carga entre células da bateria por meio da transferência de energia, melhorando assim a eficiência de uso do conjunto de baterias. Em alguns tipos de topologias de balanceamento ativo, indutores são utilizados como meio para a transferência de energia. Os indutores armazenam e liberam energia alternadamente dentro de um ciclo de comutação para realizar a transferência de energia entre células ou entre células e o barramento. Alguns conversores auxiliares DC-DC nos circuitos de balanceamento também utilizam indutores para filtragem.
Os requisitos de desempenho para indutores em circuitos de balanceamento ativo incluem principalmente miniaturização, baixa perda, alta eficiência, valores adequados de indutância e corrente de saturação, além de atender aos requisitos de desempenho automotivo, como ampla faixa de temperatura e resistência a vibrações.
1.3 Circuito Filtro EMI/EMC
Indutores de filtragem no BMS são usados principalmente para filtragem de entrada/saída de energia ou filtragem de linhas de comunicação, sendo colocados nas portas de entrada/saída de energia e nas interfaces das linhas de comunicação. Os filtros de modo comum são utilizados para suprimir ruídos de modo comum nas linhas de energia, evitando que ruídos internos no BMS interfiram com outros dispositivos ou que ruídos externos se acoplem ao BMS. Indutores de modo diferencial são usados para suprimir ruídos de modo diferencial nas linhas de energia.
Os indutores de filtro EMI/EMC (modo diferencial e modo comum) devem atender aos seguintes requisitos:
◾ Características de impedância: Boas características de impedância em alta frequência.
◾ Corrente nominal: Relativamente menor do que os indutores de potência, mas maior do que a corrente máxima de trabalho que flui por esta linha.
◾ Corrente de saturação: Precisa suportar possíveis correntes transitórias elevadas (como queda súbita de carga) sem saturar e falhar.
◾ Faixa de frequência: Cobre a faixa de frequência do ruído a ser suprimido.
Aplicação de Codaca indutores em sistemas BMS automotivos
2- Requisitos para Indutores em BMS Automotivo
Os indutores para sistemas BMS automotivos devem atender não apenas aos requisitos básicos de desempenho, como valor de indutância, corrente, impedância e frequência, mas também cumprir os seguintes padrões automotivos:
◾ Temperatura de operação: -40°C a +125°C, ou até superior, capaz de se adaptar a todos os ambientes operacionais automotivos possíveis.
◾ Alta confiabilidade: Vida útil do produto (10-15 anos ou mais), compatível com os padrões AEC-Q200, forte resistência a vibrações e choques.
◾ Normas ambientais: Conforme RoHS, REACH, isento de halogênios e outras normas ambientais.
◾ Rastreabilidade: Certificado conforme o sistema IATF16949, atendendo aos rigorosos requisitos da indústria automotiva em gestão da cadeia de suprimentos e rastreabilidade de qualidade.
Circuitos diferentes no BMS automotivo têm requisitos distintamente diferentes para os parâmetros de desempenho principal dos indutores (corrente de saturação, DCR, impedância de alta frequência, faixa de filtragem), mas todas as aplicações devem atender a rigorosos padrões automotivos quanto a temperatura, confiabilidade, aspectos mecânicos e ambientais (conforme AEC-Q200). Ao selecionar indutores, é essencial avaliar cuidadosamente esses parâmetros-chave com base na aplicação específica e realizar testes e verificações completos para garantir o desempenho, a confiabilidade e a segurança de todo o sistema BMS.
3- Codaca Fornece Indutores Automotivos de Alta Performance para BMS Automotivo
A Codaca tem se dedicado à pesquisa e desenvolvimento de indutores por mais de 24 anos, fornecendo à indústria automotiva uma variedade de indutores de alto desempenho em diversas séries. A Codaca desenvolveu independentemente várias séries, incluindo indutores de potência moldados automotivos, indutores de potência de alta corrente automotivos e filtros de modo comum automotivos, para atender aos requisitos de projeto de eletrônicos automotivos em miniaturização, integração, baixa perda e alta eficiência.
[Clique na imagem para saber mais sobre Os indutores automotivos da Codaca ]
3.1 Indutores de Potência Automotivos de Alta Corrente
Os indutores de potência automotivos de alta corrente desenvolvidos independentemente pela Codaca utilizam materiais de núcleo magnético de baixa perda e design de bobina com fio plano, apresentando perda extremamente baixa no núcleo e excelentes características de saturação suave, permitindo que suportem correntes de pico transitórias mais elevadas. A corrente máxima de saturação do indutor pode atingir 350 A, com uma faixa de temperatura de trabalho de -55 ℃ a +155 ℃, atendendo aos ambientes eletrônicos automotivos exigentes de alta corrente e altas temperaturas de operação. Pode manter uma baixa elevação de temperatura na superfície do indutor enquanto suporta alta corrente por períodos prolongados, sendo amplamente utilizado em várias soluções topológicas para sistemas BMS automotivos.
Produtos Recomendados: VSRU / VSBX / VPRX e outras séries.
3.2 Indutores de Potência Automotivos Moldados
Os indutores moldados automotivos desenvolvidos independentemente pela Codaca utilizam tecnologias e processos inovadores, incluindo materiais de núcleo de baixa perda e um novo design de eletrodo. Isso reduz significativamente o tamanho e as perdas dos indutores, ao mesmo tempo que melhora a confiabilidade. Isso resolve desafios técnicos, como deformação da bobina e problemas de rachaduras durante o processo de moldagem do indutor. Isso reduz as perdas totais em indutores moldados de potência automotivos em mais de 30%, permite uma temperatura de operação de até 165°C e alcança uma eficiência de potência de até 98%, melhorando efetivamente a confiabilidade do sistema BMS e a eficiência da conversão CC-CC.
Recommended Produtos : VSAB / VSEB / VSEB-H / VPAB e outras séries.
3.3 Chokes Automotivos de Modo Comum
O indutor comum de modo automotivo da Codaca apresenta características de alta impedância, suprimindo eficientemente o ruído em modo comum. Com tamanho compacto e design de baixo perfil, é adequado para tecnologia de montagem em superfície, atendendo às demandas de miniaturização na eletrônica automotiva; alta confiabilidade, temperatura de operação: -40℃ ～ +125℃ / -55℃~+150℃, suprimindo eficazmente interferências de ruído em modo comum em linhas de alimentação CC, especialmente em circuitos como conversores CC-CC em veículos elétricos e sistemas de gerenciamento de bateria (BMS), reduzindo efetivamente o impacto da interferência eletromagnética na estabilidade do sistema.
Produtos Recomendados: VSTCB / VCRHC / VSTP , e outras séries.
