Системы управления батареями (BMS) играют важнейшую роль в электромобилях, системах хранения энергии, промышленных аккумуляторных батареях и в системах возобновляемой энергетики. По мере усложнения электроники BMS обеспечение электромагнитной совместимости становится неотъемлемой частью разработки продукции.
Электромагнитная совместимость (ЭМС) проверяет, может ли система управления батареями надежно работать, не создавая чрезмерных электромагнитных помех и не становясь восприимчивой к внешним электромагнитным воздействиям.
Почему система управления батареями (BMS) требует проведения испытаний на электромагнитную совместимость (ЭМС)
Современная система управления батареей (BMS) выполняет гораздо больше функций, чем просто мониторинг состояния батареи.
Типичные функции включают в себя:
* Измерение напряжения ячейки
* Контроль температуры
* Измерение тока
* Расчет уровня заряда (SOC)
* Балансировка клеток
* Связь CAN
* Защита от неисправностей
Эти функции основаны на работе чувствительных аналоговых и цифровых схем, которые могут подвергаться воздействию электромагнитных помех.
Выход из строя системы управления батареей (BMS) может привести к неточным измерениям, сбоям связи, перебоям в зарядке или неожиданному отключению системы.
Общие стандарты электромагнитной совместимости для систем управления батареями (BMS).
Применимый стандарт электромагнитной совместимости зависит от конечного применения.
К числу часто используемых стандартов относятся:
* CISPR 25
* ИСО 11452
* Серия IEC 61000-4
* UNECE R10
Для электромобилей стандарт CISPR 25 обычно используется для оценки кондуктивных и излучаемых помех, а стандарт ISO 11452 оценивает устойчивость к излучаемым помехам.
Вместо этого промышленные аккумуляторные системы могут соответствовать стандартам помехоустойчивости IEC 61000.
Тестирование на устойчивость к радиационному излучению
Испытания на устойчивость к излучению позволяют оценить, продолжает ли система управления батареями (BMS) корректно работать при воздействии радиочастотных электромагнитных полей.
Типичная система тестирования включает в себя:
* Генератор радиочастотных сигналов
* Усилитель мощности радиочастотного сигнала
* Антенна ЭМС
* Полевой зонд
* Полубезэховая камера
Для стабильной генерации радиочастотного поля необходимы надежные радиочастотные усилители мощности и правильно подобранные электромагнитные антенны.
Для достижения заданных значений напряженности поля в разных частотных диапазонах могут потребоваться биконические, логопериодические или рупорные антенны.
Проведены испытания на выбросы
Модули BMS подключены к системам распределения электроэнергии и сетям связи, поэтому кондуктивные помехи являются важным фактором.
В ходе тестирования обычно оценивается уровень шума, передаваемого через:
* Линии электропитания постоянного тока
* Коммуникационные кабели
* Интерфейсы управления
A Líšnice Этот метод обычно используется при измерениях кондуктивных помех для обеспечения стандартизированного импеданса и точного анализа шума.
Снижение кондуктивных помех часто требует улучшения компоновки печатных плат, фильтрации и конструкции заземления.
Испытания на излучение
Высокоскоростные коммутационные схемы, CAN-шина, DC/DC-преобразователи и балансировочные схемы — все это может генерировать электромагнитные излучения.
В ходе испытаний на излучение инженеры оценивают, остаются ли выбросы ниже установленных норм.
Надлежащая защита корпуса, правильная организация кабелей и компоновка печатной платы имеют решающее значение для контроля радиочастотного излучения.
Типичные проблемы электромагнитной совместимости при проектировании систем управления батареями (BMS).
К распространённым проблемам электромагнитной совместимости относятся:
* Шум импульсного преобразователя
* Помехи от шины CAN
* Переходные процессы балансировки батареи
* Плохое заземление печатной платы
* Длинная проводка датчика
* Излучение сильноточных петель
Эти проблемы могут не проявляться во время обычного функционального тестирования, но становятся очевидными при стандартизированных оценках электромагнитной совместимости.
Ранняя оптимизация проекта помогает снизить риски, связанные с последующей сертификацией.
Важность предварительного тестирования на соответствие
Многие производители систем управления батареями (BMS) проводят внутренние предварительные испытания на электромагнитную совместимость (ЭМС) перед подачей продукции на сертификацию.
Преимущества включают:
* Более быстрое устранение неполадок
* Снижение затрат на перепроектирование
* Улучшен показатель успешности с первой попытки
* Сокращенное время сертификации
Компании, создающие внутренние возможности в области электромагнитной совместимости, часто внедряют комплексные решения. Решения для настройки лаборатории ЭМС для поддержки тестирования в процессе разработки, проверки конструкции и подтверждения работоспособности в производственной среде.
Проектирование с учетом электромагнитной совместимости — это задача системного уровня.
Успешная работа в условиях электромагнитной совместимости зависит от взаимодействия между компоновкой печатной платы, стратегией заземления, конструкцией корпуса, прокладкой кабелей, фильтрацией и архитектурой системы.
Оптимизация этих факторов на этапе проектирования позволяет системам управления батареями достигать более высокой надежности, одновременно отвечая все более жестким требованиям электромагнитной совместимости для электромобилей и систем хранения энергии.
