BMS 내에서 지능을 구현하는 기술: 지능형 정션 박스

지능형 배터리 정션 박스는 전압, 전류 및 절연 저항 팩 모니터를 통해 배터리의 고전압을 직접 측정하는 데 도움이 됩니다. 일반적인 팩 모니터에는 여러 개의 전압 및 전류 측정 채널이 있으며, 이 채널은 퓨즈와 계약자 사이에서 전압을 측정하고 절연을 점검할 수 있습니다. 그림 5은(는) 배터리 정션 박스의 간소화된 시스템 다이어그램입니다

배터리 관리 시스템에는 배터리 분리와 전력 분배라는 두 가지 중요한 기능이 있습니다. 지능형 배터리 정션 박스에는 접촉기 드라이버와 파이로 퓨즈 스퀴브 드라이버의 디지털 제어가 통합되어 있어 충돌 시 배터리 팩을 EV 시스템에 분리합니다.

고전압 배터리 분리는 용융 또는 파이로 퓨즈를 사용하여 처리할 수 있습니다. 차량 내 고전류 시스템은 새로운 조건을 도입하여 시장이 과전류 열 이벤트로 인해 발생하는 기존 용융 퓨즈에서 MCU/허브를 통해 발생하는 파이로 퓨즈로 전환하게 됩니다. 오늘날 파이로 퓨즈는 비효율성의 원인이 될 수 있는 복잡한 개별 회로에 의해 구동됩니다. 차량용 EV 파이로 퓨즈 배포를 위한 TI의 단일 채널 스퀴브 드라이버인 DRV3901-Q1은 기존 용융 퓨즈 시스템 대신 파이로 퓨즈를 통해 배터리의 빠르게 과전류 연결 해제를 지원하는 고집적, 안전 개발 솔루션을 제공합니다.

고전압 전력 분배 접촉기는 더 높은 전류도 처리해야 하지만, 옵션이 제한되어 있고 비싸거나 지나치게 복잡합니다. 절약형 접촉기에는 접촉기에 전원이 공급되는 동안 전류 소모 및 가열을 줄여 주 접촉기의 효율성을 향상시키는 데 사용되는 추가적인 고저항 이코노마이저 코일이 있습니다. 이러한 절약형 접촉기는 시스템 효율을 개선하는 솔루션이라고 생각되지만, 현재 선택 가능한 제한된 선택이 있으며 비용이 많이 드는 경우가 많습니다. 이와 대조적으로 비절약형 접촉기에는 이러한 추가 코일이 없으므로 비용이 절감되지만 안전 및 효율성 표준을 충족하려면 더 복잡한 개별 회로로 구동되어야 합니다. 텍사스 인스트루먼트는 비절약형 접촉기를 구동하는 데 필요한 회로의 복잡성과 비용을 줄이는 동시에 설계자의 더 많은 자유와 설계 유연성을 높여주는 완전 통합 듀얼 채널 접촉기 드라이버인 DRV3946-Q1을 개발하여 효율성과 견고성을 개선하는 데 투자했습니다.

배터리 팩은 팩 모니터에 의해 제어되는 기계식 접촉기를 사용하여 차량 전체의 하위 시스템을 연결하거나 분리합니다. 통제되지 않은 돌입 전류가 발생할 경우 아크 및 피팅으로 인해 기계적 고전압 접촉기가 용접되거나 손상될 수 있습니다. 고전압 시스템에 사전 충전 회로가 필요한 이유에서는 TPSI3050-Q1 절연 스위치 드라이버를 사용하여 오토모티브 배터리 정션 박스의 사전 충전을 위한 안정적인 솔리드 스테이트 릴레이를 구성하는 방법을 설명합니다. 지능형 배터리 정션 박스의 경우 TPSI3100-Q1은 이러한 사전 충전 애플리케이션에 구현되어 통합 절연 콤퍼레이터 및 오류 보고 출력으로 진단 기능을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이러한 기능을 과전류 또는 온도 모니터링 회로와 결합하면 이러한 오류 감지 회로가 TPSI3100-Q1을 통해 이 정보를 안정적으로 피드백하고 이러한 이벤트를 팩 모니터에 보고할 수 있습니다.

운전자 또는 정비사가 전기 충격을 받지 않도록 고전압 배터리 팩의 양극 및 음극 단자를 차량 섀시에서 충분히 분리해야 합니다. 이러한 분리를 주기적으로 모니터링하는 것을 절연 점검 또는 절연 저항 모니터링이라고 합니다. TPSI2140-Q1과 같은 솔리드 스테이트 릴레이는 알 수 없는 저항 값(배터리 단자와 섀시 접지 사이)과 병렬로 알려진 저항 값(예: MΩ)을 연결하고 분리합니다. BQ79731-Q1과 같은 팩 모니터를 사용하여 결합된 저항을 측정하면 배터리 분리 허용 오차 범위 내에 있는지 또는 잠재적 유해 여부를 확인할 수 있습니다.