運(yùn)用HIL模擬工具，設(shè)計(jì)更安全的電池管理系統(tǒng)

2025年03月21日 09:03深圳市邁昂科技有限公司點(diǎn)擊量：0

電動(dòng)車(chē)起火時(shí)，受損的鋰電池會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)特性導(dǎo)致溫度失控難以撲滅，亦會(huì)釋放大量有毒氣體如氟化氫(Hydrogen fluoride)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，撲滅電動(dòng)車(chē)起火所需的平均水量是傳統(tǒng)燃油車(chē)的40倍，由于溫度對(duì)鋰電池性能影響甚大，要提升電動(dòng)車(chē)效率與安全，電池管理系統(tǒng)(BMS)是關(guān)鍵。在車(chē)用BMS系統(tǒng)中，電池包到馬達(dá)之間并非直接連接，而是通過(guò)繼電器以及保險(xiǎn)絲(如下圖)。這二者中間無(wú)論是斷路或是連接異常都會(huì)造成不預(yù)期的阻抗增加，由于電池往馬達(dá)輸出的電壓和電流很大且變動(dòng)頻繁，阻抗增加時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)溫度上升而不穩(wěn)定，在最糟的情況下可能會(huì)導(dǎo)致電池失控起火。對(duì)此，透過(guò)仿真高壓路徑上不同位置的電壓情境，可輕松驗(yàn)證BMS是否能針對(duì)此情況進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的保護(hù)，以確保系統(tǒng)更加安全可靠。

▲電動(dòng)車(chē)電池連接至馬達(dá)負(fù)載情境示意圖

另外一個(gè)要注意的情況是，在實(shí)車(chē)中，電池包外殼(Battery Pack Case)是與車(chē)身相連，由于輸往馬達(dá)的電壓與電流極大，整個(gè)輸電線路都必須確保與電池包外殼有著一定的阻抗值以避免感電。一旦電池包外殼感電，整個(gè)車(chē)身、車(chē)門(mén)外殼等都會(huì)帶電，這會(huì)造成人員感電危害，非常危險(xiǎn)。因此驗(yàn)證BMS能確實(shí)偵測(cè)每個(gè)點(diǎn)位阻抗過(guò)低的情況，并做出相對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作十分重要。然而，每個(gè)點(diǎn)位所能允許的阻抗值又會(huì)依據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)而有所不同，因此測(cè)試此一工況時(shí)，必須要針對(duì)各個(gè)點(diǎn)位調(diào)整適當(dāng)?shù)淖杩蛊ヅ湟赃_(dá)成的測(cè)試驗(yàn)證效果。

Chroma 8630電池管理系統(tǒng)功率級(jí)硬件在環(huán)測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)提供電池組電壓和隔離阻抗仿真器(Pack Voltage and Isolation Impedance Simulator)讓用戶能夠輕易完成上述工況測(cè)試。可程控化的電壓仿真器讓用戶可輕易仿真多種因連接不良所造成的壓降情況，模塊化特性更能靈活的依據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及特性，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)各個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)試。此功能內(nèi)建九個(gè)電阻檔位(Opened、200K、500K、800K、1M、2M、3M、5M以及10M奧姆)的選擇并透過(guò)可程序模塊化的切換方式，以簡(jiǎn)單、有效和快速的彈性調(diào)整，滿足不同規(guī)格產(chǎn)品測(cè)試的需要，讓測(cè)試方案的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮至。

▲電池組電壓和隔離阻抗仿真器使用接口

致茂電子擁有 40 年精密量測(cè)儀器領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的，專注于各種電力電子相關(guān)測(cè)試應(yīng)用。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我們積極參與電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及燃料電池等領(lǐng)域的測(cè)試工作。我們致力于為每一次技術(shù)突破提供的解決方案，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進(jìn)步與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鋰電池繼電器保險(xiǎn)絲燃料電池

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