電池管理系統是一種能夠對電池進行監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等數據采集,計算進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,防止電池出現過度充電和過度放電。
MOS對鋰電池板的保護作用非常大,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、導通電阻(Rds-on)?:導通電阻越小,導通損耗越小,電流通過產生的熱量也越小,效率越高。在多個MOS管并聯時,可以通過選擇較小的Rds-on來進一步減小導通內阻。
3?、柵極電荷(Qg)?:柵極電荷越小,開關損耗越小,開關速度越快。4、工作溫度范圍?:選擇能夠在BMS工作溫度范圍內穩定工作的MOS管(思開半導體的MOS管工作溫度范圍都在-55℃到175℃,可滿足一切工業應用)。
在BMS板中選擇合適的MOS管還有一個關鍵步驟,那就是需要考慮具體的參數選擇,?在選擇具體的MOS管參數時,可以參考以下參數:
1?、耐壓能力(Vdss)?:根據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?、導通電阻(Rds-on)?:選擇較小的Rds-on以減小導通損耗,從而減小MOS管的發熱,降低板上的溫升。(例如100A的輸出電流下選擇Rds-on為1點幾個毫歐的MOS管,通過6、7個MOS并聯來分流)。
?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管并聯的情況下要接近于同時開啟,思開半導體的MOS管都通過嚴格的分檔,以保證開啟電壓的一致性。
4?、寄生電容?:特別是Ciss,Crss,對開關頻率較高的應用要求盡量小,如電機控制器,無人機電調等。對大部分低側開關的BMS應用要求不高,可以通過電路調整驅動電流大小來適配MOS管;但對高側開關的BMS應用因為芯片驅動電流較小,保證MOS在短路時能快速關斷,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的需求,有效地保護電池并提高其使用壽命。請參考思開半導體在BMS應用中的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、保護電路設計?: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。
2?、熱設計?:通過合理的熱設計來確保MOS管在工作時不會過熱,可以通過并聯多個MOS管或增加散熱器面積來分散熱量。
3、驅動電路設計?:確保驅動電路能夠提供足夠的驅動電壓和電流,以滿足MOS管的開關需求。
思開半導體的MOS產品系列全:30V~300V,充分考慮了電池供電和電機負載的應用需求;基于先進SGT MOS設計工藝,RDS(on),EAS性能達到最佳。因此思開半導體MOS產品參數一致性高,性能穩定,在BMS應用中市場占比最高,其特有的思開先進SGT MOS技術有效提高了電池的利用率和穩定性。
但思開半導體將持續加強研發投入,打磨更多、更有競爭力的新產品,并同客戶保持緊密的技術交流和溝通,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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