【应用】BMS通信接口的保护为什么要选这款TVS？

时间： 2017-01-09 来源：世强

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【摘要】随着环保的节能问题的日益突出，电动汽车的发展越来越受到人们的关注。作为电动汽车发展的关键技术之一，动力蓄电池及其管理系统成为人们研究的热点。本文论述了车用动力锂离子BMS通信接口保护的重要性以及TVS如何保护通信系统。

如今在国家政策的支持下，纯电动汽车的发展如火如荼，各大厂商都投入巨大的人力物力进行纯电动汽车的相关产品研发。纯电动汽车是由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。其中，电源系统是重中之重，由于锂离子电池具有比能量高、输出功率大，循环寿命长等优点，在电动汽车的应用中越来越广泛。

电池管理系统（BMS）-锂电池充放电的保护之神
目前电动汽车动力蓄电池主流以锂电池为主，如特斯拉是以18650封装的电池通过串并联实现高压大电流输出。在串联使用时，由于制造、环境等差异因素影响，在充放电过程中，每节锂电池的电压并不能做到完成等电压，这时候就会产生不利：放电时，低电压的可能会过放电，而高电压的可能还有剩余电量没有放完，这样就降低了车辆的续航能力，甚至会降低电池的寿命；同样充电时，高电压的已经充满截止，而低电压的还没充满电，也会造成续航能力的下降。

这时候，电池管理系统（BMS）的介入，可以精确管理每节电池的充放电过程，对提高电池寿命、提高续航能力、提高能源利用率有显著效果。图1为电池包的组成结构，首先是多节串联构成Cell，利于电池充放电均衡管理及温度检测等；多个Cell的串联后再进行并联则提高输出电压的同时，也能提高输出电流，达到驱动电机所需要的功率。

图1：电池包的组成结构

论BMS通信接口保护的重要性
每个Cell、Micro Controller、BMS/Charge Controller之间需要协调控制，那么他们之间就免不了要进行数据交换，常见的通信总线有485、232、CAN等。通信的可靠性与实时性关系到整个系统是否能稳定安全运行，其中的利害关系显而易见。通信容易受到来自雷电、系统本身电源浪涌及静电的影响，造成系统通信瘫痪，甚至永久损坏，严重可能造成车毁人亡的悲剧。所以，通信线路的保护尤为重要，常见的方式是在通信线路上增加TVS，能有效抵御来自雷电、电源浪涌及静电的影响。

BMS通信接口的保护为什么要选这款TVS？
针对通信系统中来自雷电、电源浪涌及静电这些危害，一般采用在整个电池串上高电压TVS用于瞬变保护。LittleFuse推出的SP3030系列TVS二极管通过了AEC-Q101汽车认证，低至0.5pF的结电容，在高速通信中，能有效降低对通信波形的影响，同时低至0.1uA的电流也能节源开流，降低损耗，IEC61000-4-5 (tp=8/20μs)测试条件下可承受3A电流，25A电流可选择SP4021，30A电流可选择SD05C。SP3030的其它参数如下：

图2：SP3030系列TVS二极管参数

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阿乾 Lv8. 研究员 2017-12-01

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