【选型】如何为新能源汽车高压锂电池包内部电池组串过压防护选择一款合适TVS管？

时间： 2019-07-27 来源：Littelfuse

技术问答

为保障新能源车电池包具有安全可靠的防过压过流能力，一般需要在电池包母线上串联一颗高分断能力大电流保险丝，之前很多新能源车厂为成本costdown，一般不会用这个保险丝，不过电池包屡见不鲜的自燃问题引起的社会重视，现在这个保险丝还是必须加入。同时，建议在每个电池组串上串接一个TVS管做过压防护设计加上一道保险，可参考如下图1所示。

图1：新能源汽车锂离子电池包过压过流保护示意图

本文重点探讨这个TVS管如何选型，也许有人会问，锂电池充放电有相关的电源管理IC保护，不需要这个TVS管，这个TVS管的加入会使系统的过压防护更好，出于高安全考虑建议还是加上，这个TVS管的选型一般需要考虑以下几个因素：

1、 TVS管反向工作电压考量：

取决于电池组串的个数，新能源汽车上用的电池通常选择锂电池为主，并且各个车厂选择的组串数也不同，这里不好一概而论。

本文假定选择的是14串锂电池串联的直流供电为例，考虑到3.7V的锂电池理想充满电电压为4.2V，故总锂电池理想充电电压为58.8V（=14*4.2），以1.2倍~1.5倍过压保护考量，选择的TVS管的反向工作电压大于58.8V，最小动作击穿电压范围在70.56V~88.2V；

2、 TVS管电流考量：

与锂电池的放电电流大小相关，锂电池放电电流（mA）不应超过电池容量的3倍，以1000mAh的锂电池为例，放电电流应控制在3A以内，否则会使电池损坏。那么选择的TVS管的峰值脉冲电流I_PP大于3A就可以；

3、 TVS管过车规级AEC-Q101认证。

综上设计考量，可以选择LITTELFUSE的峰值功率为600W的TPSMB系列TVS管做过压防护设计，通过查规格书对比参数，最终确认TVS管TPSM75A更合适些，其中TPSM75A相关电性参数参考如下图2所示。

图1：littelfuse单向TVS管TPSMB75A典型电性参数对照表

选择littelfuse的单向TVS管TPSMB75A理由如下：

1、 TVS管的反向工作电压64.1V（大于58.8V），最小动作击穿电压为71.3V，在70.56V~88.2V设计要求范围内；

2、TVS管的峰值脉冲电流I_PP为5.9A（大于3A）；

3、通过车规级AEC-Q101认证；

4、世强大批量备货，更好的供货周期，可快速支持样品和后续量产服务；

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全部评论（1）

crystal529 Lv5. 技术专家 2019-12-26

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