BMS故障與靜電浪涌：新能源車自燃風(fēng)險(xiǎn)的深層次剖析

新能源車的自燃問(wèn)題總是令人印象深刻，那些相關(guān)的可怕新聞圖片屢屢出現(xiàn)，致使許多人一談及新能源車，第一反應(yīng)便是其自燃隱患。本文將深入探討電池管理系統(tǒng)Battery Management System (BMS)的工作原理，并分析靜電浪涌等外部因素如何影響B(tài)MS的正常運(yùn)作，最終給出有效的防護(hù)方案，幫助降低自燃風(fēng)險(xiǎn)。

一、新能源車為什么會(huì)自燃?

歸根結(jié)底，新能源車自燃的原因主要集中在電池及其管理系統(tǒng)上。電池自身問(wèn)題、電池管理系統(tǒng)(BMS)的問(wèn)題、外部碰撞或環(huán)境都可能導(dǎo)致電池故障。而B(niǎo)MS作為解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵組件，負(fù)責(zé)監(jiān)控電池組的各項(xiàng)參數(shù)，如電壓、電流和溫度，并通過(guò)精密算法來(lái)管理充放電過(guò)程，確保電池的安全和高效使用。

一個(gè)可靠的BMS不僅能延長(zhǎng)電池壽命，還能預(yù)防諸如過(guò)熱、短路等可能引發(fā)火災(zāi)的安全隱患。BMS猶如電動(dòng)汽車的“大腦”，它的健康直接關(guān)系到車輛的整體性能和用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。

盡管每個(gè)車企在設(shè)計(jì)BMS系統(tǒng)時(shí)都會(huì)加入上述功能，但為何還會(huì)出現(xiàn)自燃現(xiàn)象?這就不得不提到靜電浪涌，靜電浪涌是一種瞬態(tài)高電壓現(xiàn)象，通常發(fā)生在人體接觸、閃電打擊或電力系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)。靜電浪涌可以通過(guò)多種途徑影響B(tài)MS的正常工作。例如，它可能引起數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、電子元件損壞，甚至使整個(gè)系統(tǒng)失效。

某知名電動(dòng)汽車品牌在其早期車型中發(fā)生了多起自燃事故，最終促使公司決定召回4,803輛搭載特定批次動(dòng)力電池包的車輛。調(diào)查結(jié)果顯示，起火原因是由位于車輛前部的一個(gè)電池模組故障引起。雖然官方報(bào)告沒(méi)有明確指出靜電浪涌是直接原因，但在任何涉及電子設(shè)備的情況下，靜電浪涌都是一個(gè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。特別是在充電過(guò)程中，連接器插拔操作容易產(chǎn)生靜電放電，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，這種放電可能會(huì)損壞BMS或其他關(guān)鍵組件，進(jìn)而影響整個(gè)電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加熱失控的可能性。

二、雷卯專注汽車電子靜電浪涌防護(hù)

為了有效防止靜電浪涌對(duì)BMS的影響，必須遵循隔離、屏蔽、泄放等防護(hù)原則。通過(guò)合理的電路設(shè)計(jì)和材料選擇，可以大大提升BMS的抗干擾能力和可靠性。以下是雷卯電子針對(duì)不同接口的靜電浪涌防護(hù)方案：

• DC 12V電源口浪涌拋負(fù)載保護(hù)

采用大功率的TVS或PTC+TVS的組合方案，滿足ISO10605-2，等級(jí)4，接觸放電±15KV，空氣放電±25KV。推薦Leiditech雙向TVS二極管SMDJ24CA或P8S33CA。PPTC選用Leiditech HL30-300，保持電流3A，觸發(fā)電流6A，最大電壓30V，DIP封裝。

• CAN總線端口浪涌靜電保護(hù)

如方案圖示，雷卯電子采用低殘壓的TSS，有效保護(hù)接口，TSS反應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)，既可防浪涌，又可防靜電，且保證信號(hào)完整性.滿足滿足ISO10605-2 (靜電接觸放電±8kV，空氣放電±15KV)，符合北京汽車企標(biāo)BAS582—2019中對(duì)于CAN總線BC的接觸放電±8KV，空氣放電±15KV的要求。

• LIN靜電保護(hù)方案

為L(zhǎng)IN總線設(shè)計(jì)了一種單路非對(duì)稱雙向ESD防護(hù)器件PESD1LIN。符合ISO10605-2 (±23kV空氣放電，±23kV接觸放電)標(biāo)準(zhǔn)，滿足北京汽車企標(biāo)BAS582—2019中對(duì)于LIN總線BC的接觸放電±8KV，空氣放電±15KV的要求。

• 傳感器靜電保護(hù)方案

采用GBLC24C保護(hù)24V供電的傳感器芯片，小封裝SOD-323，峰值脈沖電流8A，峰值脈沖功率400W，鉗位電壓50V。滿足ISO10605-2，接觸放電±30kV，空氣放電±30kV。

上述方案推薦料號(hào)參數(shù)如下：

三、結(jié)語(yǔ)

BMS作為電動(dòng)汽車的核心控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性和安全性直接影響著整車的性能和用戶的安全。靜電浪涌作為一種常見(jiàn)的外部干擾源，雖然看似微不足道，但卻可能引發(fā)一系列嚴(yán)重后果。因此，制造商和從業(yè)人員需要在設(shè)計(jì)初期就重視EMC正向設(shè)計(jì)。