香港天微應用於新能源汽車BMS系統的ESD保護方案

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BMS是Battery Management System的縮寫，稱為電池管理系統，目前為新能源汽車核心部件，是一種用於監控和管理電池組狀態的複雜系統，目的是智能化地管理和維護各個電池單元，從而防止電池出現過充電和過放電，延長電池使用壽命，並監控電池狀態，確保電池在安全、高效的狀態下運行。

BMS的主要功能

（1）電池參數監測

（2）荷電狀態估算

（3）電池均衡管理

（4）故障診斷與保護

（5）充放電管理

（6）熱管理

（7）通信與數據記錄

（8）遠程監控

BMS的系統架構

（1）主板：收集各從板的採樣資訊，控制BDU內繼電器動作，實施監控電池的各項狀態，通過低壓介面與整車進行通訊；

（2）從板：監控模組的電壓溫度資訊，並傳輸給主板；

（3）BDU：包含預充電路、總正繼電器、總負繼電器、快充繼電器；

（4）高壓控制板：即時監控著電池包的電壓電流，還包含預充檢測和絕緣監測功能。

BMS的每個功能模組由CAN匯流排來實現，CAN是控制器局域網，是一種能夠實現分佈式即時控制的串行通信網絡，CAN電路主要包括功能電路、控制器、CAN控制器、CAN收發器，其中CAN收發器負責邏輯電平和物理信號之間的轉換。CAN匯流排裏面還有RS-232介面，RS-232介面是串行通信的介面，是全雙工通信，允許與其他設備進行數據傳輸，且是雙向傳輸。

對於其複雜的電子系統，信號線和電源在汽車啟動及運行中都極易受ESD脈衝影響，從而導致汽車指令回應延遲或中斷，因此BMS系統的ESD防護很重要。對於CAN匯流排收發器介面，我們採用6AJ24A防護，對於RS通訊介面，我們採用SMAJ12A防護。

圖 1 電池包裏的BMS

圖 2 CAN的結構

圖 3 CAN線的ESD防護

圖 4 RS通訊介面的ESD防護

產品參數表

以上介紹的是BMS中控制端的ESD防護，在BMS電氣架構中，電機驅動採用了有源驅動器，能提高高頻大功率應用時的效率和可靠性，車載充電涉及到充電介面，儀錶盤會與外界接觸，需確保其在惡劣環境下工作，所以電機驅動、車載充電和儀錶盤也都需要ESD防護。

電機驅動我們採用TT1211MB防護，車載充電會有USB2.0、Type-C、無線介面，我們以USB2.0為例，USB2.0插座有4個引腳，分別是Vbus、D+、D-，對於Vbus我們採用TS0511LE防護，對於D+、D-採用TT0521SB防護，常見的儀錶盤包括發動機轉速表、車速里程表、燃油表。水溫表、機油壓力錶，每個盤的電流電壓傳輸特性不一樣，但都注重輸出的穩定和低功耗，所以要考慮低漏電流和快速回應的動態特性，以發動機轉速表為例。我們也採用TT1211MB防護。