電池管理系統(tǒng)是一種能夠?qū)﹄姵剡M(jìn)行監(jiān)控和管理的電子裝備,是電池與用戶之間的紐帶。通過對電壓、電流、溫度以及SOC等數(shù)據(jù)采集,計算進(jìn)而控制電池的充放電過程,主要就是為了能夠提高電池的利用率,防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電。
MOS對鋰電池板的保護(hù)作用非常大,它可以檢測過充電,檢測過放電,檢測充電時過電電流,檢測放電時過電電流,檢測短路時過電電流。所以正確選擇適合的MOS管至關(guān)重要。
那么BMS板中MOS該如何選型呢?在BMS中,選擇MOS管時需要考慮以下幾個主要因素:
1、耐壓能力?:選擇MOS管的耐壓能力(Vdss)時,需要確保其能夠承受電池的最大電壓,以防止擊穿。一般會選擇電池充飽電壓的1.5倍為MOS管的耐壓,(如8串磷酸鐵鋰電芯的充飽電壓是29.2V,1.5倍的余量電壓是45V了,所以最低選用60V耐壓的MOS,以此類推)2、導(dǎo)通電阻(Rds-on)?:導(dǎo)通電阻越小,導(dǎo)通損耗越小,電流通過產(chǎn)生的熱量也越小,效率越高。在多個MOS管并聯(lián)時,可以通過選擇較小的Rds-on來進(jìn)一步減小導(dǎo)通內(nèi)阻。
3?、柵極電荷(Qg)?:柵極電荷越小,開關(guān)損耗越小,開關(guān)速度越快。4、工作溫度范圍?:選擇能夠在BMS工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作的MOS管(思開半導(dǎo)體的MOS管工作溫度范圍都在-55℃到175℃,可滿足一切工業(yè)應(yīng)用)。
在BMS板中選擇合適的MOS管還有一個關(guān)鍵步驟,那就是需要考慮具體的參數(shù)選擇,?在選擇具體的MOS管參數(shù)時,可以參考以下參數(shù):
1?、耐壓能力(Vdss)?:根據(jù)電池的最大電壓選擇合適的耐壓值,(例如4~6串鐵鋰電芯一般選擇40V的MOS管;8~10串鐵鋰電芯一般選擇60V的MOS管;10~16串鐵鋰電芯一般選擇85V的MOS管;16-20串鐵鋰電芯的一般選擇100V的MOS管)。
2?、導(dǎo)通電阻(Rds-on)?:選擇較小的Rds-on以減小導(dǎo)通損耗,從而減小MOS管的發(fā)熱,降低板上的溫升。(例如100A的輸出電流下選擇Rds-on為1點(diǎn)幾個毫歐的MOS管,通過6、7個MOS并聯(lián)來分流)。
?3、柵極門檻電壓(Vgsth)?:確保柵極電壓足夠高以開啟漏源電流,同時確保在BMS板上多顆MOS管并聯(lián)的情況下要接近于同時開啟,思開半導(dǎo)體的MOS管都通過嚴(yán)格的分檔,以保證開啟電壓的一致性。
4?、寄生電容?:特別是Ciss,Crss,對開關(guān)頻率較高的應(yīng)用要求盡量小,如電機(jī)控制器,無人機(jī)電調(diào)等。對大部分低側(cè)開關(guān)的BMS應(yīng)用要求不高,可以通過電路調(diào)整驅(qū)動電流大小來適配MOS管;但對高側(cè)開關(guān)的BMS應(yīng)用因?yàn)?a href="http://www.1cnz.cn/v/tag/137/" target="_blank">芯片驅(qū)動電流較小,保證MOS在短路時能快速關(guān)斷,要求Ciss,Crss也盡量小。
為了更好地可以確保BMS板中的MOS管能夠滿足電池管理系統(tǒng)的需求,有效地保護(hù)電池并提高其使用壽命。請參考思開半導(dǎo)體在BMS應(yīng)用中的MOS管選型建議表:
在選型過程中,還需要注意以下幾個問題:
1、保護(hù)電路設(shè)計?:確保MOS管能夠在短路或過流情況下迅速動作,避免損壞電池或系統(tǒng)。
2?、熱設(shè)計?:通過合理的熱設(shè)計來確保MOS管在工作時不會過熱,可以通過并聯(lián)多個MOS管或增加散熱器面積來分散熱量。
3、驅(qū)動電路設(shè)計?:確保驅(qū)動電路能夠提供足夠的驅(qū)動電壓和電流,以滿足MOS管的開關(guān)需求。
思開半導(dǎo)體的MOS產(chǎn)品系列全:30V~300V,充分考慮了電池供電和電機(jī)負(fù)載的應(yīng)用需求;基于先進(jìn)SGT MOS設(shè)計工藝,RDS(on),EAS性能達(dá)到最佳。因此思開半導(dǎo)體MOS產(chǎn)品參數(shù)一致性高,性能穩(wěn)定,在BMS應(yīng)用中市場占比最高,其特有的思開先進(jìn)SGT MOS技術(shù)有效提高了電池的利用率和穩(wěn)定性。
但思開半導(dǎo)體將持續(xù)加強(qiáng)研發(fā)投入,打磨更多、更有競爭力的新產(chǎn)品,并同客戶保持緊密的技術(shù)交流和溝通,及時洞悉市場變化和客戶需求,以滿足更多樣化的市場需求。
審核編輯 黃宇
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