牢靠的保護

　　在混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)應用中，電路保護比以往任何時(shí)候都更為重要，具有挑戰的是找到適合的解決方案

　　電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)電池組具有防止過(guò)充電、過(guò)放電、短路和熱過(guò)載的均衡電路和電池組管理等保護電路(如圖1 所列)

　　圖 1：EV/BEV 電池管理系統的電路保護

　　(1)傳感線(xiàn)路保險絲。通過(guò)測量電壓來(lái)監測每個(gè)電池的充電狀態(tài)和健康狀態(tài)可以使用多達 200 條傳感線(xiàn)路。根據故障模式，保護傳感線(xiàn)路之間隨機發(fā)生的短路。

　　(2)電池監測 IC 過(guò)電壓保護，可以保護電池監測的低壓不受瞬變的影響。由于電池組裝和維護期間會(huì )發(fā)生熱插拔瞬變;另外, 充電器、逆變器和電機驅動(dòng)器等系統也會(huì )誘發(fā)其它瞬變。

　　(3)菊鏈 I/F 通訊的過(guò)電壓/ESD 保護。選擇在該電路的保護器件應具有低電容、低鉗位電壓、小形化和高功率等特點(diǎn)。

　　(4)電池串兩端的高壓 TVS 保護,例如，由熱插拔引起的瞬變浪涌。

　　(5)微控制器的過(guò)電壓/ESD 保護, 保障 CAN 線(xiàn)路可能會(huì )受到 ESD 的過(guò)電壓應力或其他系統的瞬變的影響。

　　(6)高壓/大電流保險絲, 用于防止大功率系統中過(guò)電流或短路事件的終級保護。

　　在用于電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的典型車(chē)載充電器中，輸入端的橋式整流器后是功率因數校正(PFC)電路和全橋 DC/DC 轉換器。

　　圖 2所示的是橋式整流器、PFC 和全橋 DC/DC 轉換器和保護器件。

　　(如圖2 所列)

　　圖 2：橋式整流器、PFC 和全橋 DC/DC 轉換器及其保護器件

　　(1) AC 輸入線(xiàn)路保險絲, 需要能夠在高達 250V 單相交流電壓、高中斷額定值下傳導高電流的汽車(chē)級保險絲，且具有承受振動(dòng)、浪涌瞬變和熱循環(huán)的能力。

　　(2)交流輸入線(xiàn)路的瞬變保護。,所需的符合 AEC-Q200 標準要求的 MOV金屬氧化物變阻器必須能夠承受高溫升和高電壓。

　　(3)直流側電容器保護, 車(chē)規級 TVS 二極管可以保護這些昂貴的部件。

　　(4a)柵極過(guò)電壓保護。TVS 二極管具有快速響應、高浪涌能力和高可靠性。

　　(4b)可以提供集電極到柵極的有源鉗位保護。當集電極-發(fā)射極電壓超過(guò)鉗位元件的擊穿電壓 時(shí)，電流流向柵極，提高柵極電位并降低集電極電流斜率，從而達到穩定的狀態(tài)。鉗位元件的設計取決于 IGBT 兩端的電壓。

　　圖 3 顯示了直流側過(guò)電流、過(guò)電壓和 CANbus 瞬變的保護系統。

　　圖 3：直流側過(guò)電流、過(guò)電壓和 CANbus 瞬變的防護

　　(5)高壓直流側過(guò)電流保護有助于消除危險的短路的威脅。

　　(6)高壓直流側過(guò)電壓保護可以幫助清除由開(kāi)關(guān)或熱插拔引起的過(guò)電壓瞬變。

　　(7) CANbus-ESD瞬變保護。由于通過(guò) CANbus 與其他系統進(jìn)行通信，OBC 的 CAN 線(xiàn)路經(jīng)常會(huì )受到 ESD 的過(guò)電壓和由其他系統引起的瞬變浪涌的影響。