电动汽车已经成为全球汽车制造商正在积极抢占的庞大市场,若想要让电动汽车高效、安全的行驶,在各子系统间便必须做好高电压/电流的隔离与防护。本文将为您介绍电动汽车的系统组成与相关的电气隔离解决方案。四大子系统驱动电动汽车全速前进
世界各地的汽车制造商都陆续宣布了推出新型汽车的计划,包括纯电动汽车(BEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和全混合动力汽车(FHEV)。随着汽车设计转向电气化,高功率电子器件成为动力传动系统和电池系统的关键部件。这些高功率电子器件需要与低压数字控制器进行通信和控制,要求低压侧与大功率系统进行电气隔离。在这些应用中,电流隔离被要求允许数字控制器安全地与现代电动汽车的高压系统接口。
电动汽车系统的电力部分通常由四个主要的电路组件所组成,包括电池管理系统(BMS)对电池进行监控和管理,以确保高效和安全,并控制单个电池的充电、健康状态、放电深度和调节。其次则为DC/DC转换器用于将高压电池连接到内部的12v直流网络,该网络也为附件提供电源,并为本地开关转换器提供偏置。此外还有车载充电器(OBC)由电源因数校正的交直流转换器组成,用来对锂离子电池提供能量存储,并由电池管理系统监控。最后则是牵引逆变器,这种主逆变器可驱动电机,也用于再生制动和将未使用的能量返回电池。
BMS管理储存在无板高压(HV)电池中的电力,并为车辆的其余部分提供电力。主要功能包括电池平衡、电池健康与磨损平衡、充放电监测和安全保障。这些功能需要电流隔离,将低压系统与高压区分开保证安全有效的电池电压输出,以及对全电池组的隔离电压传感器;在电流方面,需要保护电池不超载或有较高的充电率,并隔离电流传感器以监测放电和充电电流;在通信上利用CAN或串口总线进行模块间数据传输,采用数字隔离器使安全可靠的通信成为可能。
广州捷拓电子生产的系列DC/DC电源模块用于将直流电压从一个电压域转换为另一个电压域,为各种辅助系统供电。捷拓电子隔离系列电源模块产品HYA240512D-20W在电动汽车或混合动力汽车的电气领域的DC-DC转换器中有许多用途,这些功能需要电气隔离控制系统避免在以下领域受到高电压的冲击,包括用硅场效应晶体管、IGBT或SiC场效应晶体管实现的转换器,以及四个高/低侧开关的隔离门驱动器、隔离电压传感器的输入和输出的转换器,还有闭环控制的数据通信和采样,用于CA