WHS06204A0 Einzelne Arbeitsspannung, 1500 Isolation, 6000 VDC, BMS-Isolationstransformator

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In einem BMS wird ein Trenntransformator hauptsächlich verwendet für:
(1) Hoch-/Niederspannungstrennung – Bereitstellung einer isolierten Stromversorgung zwischen den Schaltkreisen auf der Hochspannungsbatterieseite (z. B. dem AFE) und dem Steuerschaltkreis für die Niederspannung, wodurch verhindert wird, dass Hochspannungslecks die Niederspannungsseite beschädigen, und die persönliche Sicherheit gewährleistet wird.
(2) Digitale Kommunikationsisolierung – Übertragung abgetasteter Daten zwischen dem Batterieüberwachungschip und der Hauptsteuerungs-MCU über isolierte Kopplung (z. B. isoliertes CAN), wodurch Gleichtaktstörungen und Erdschleifen vermieden werden; Dies kommt häufiger vor als die direkte Übertragung analoger Signale über einen Transformator. Darüber hinaus können Trenntransformatoren auch zur Signal-/Rückkopplungstrennung in Hilfsstromversorgungen eingesetzt werden.

Eine Daisy-Chain (z. B. isoSPI oder eine UART-Daisy-Chain) verbindet mehrere AFEs Ende an Ende in Reihe, sodass nur ein Paar isolierter Signalleitungen erforderlich ist, um alle Slave-Boards zu verbinden. Gegenüber einer Parallelbus- oder Sternschaltung hat die Daisy-Chain klare Vorteile:
(1) Dadurch werden Kabelbäume und Steckverbinder erheblich reduziert, wodurch Kosten und Gewicht gesenkt werden.
(2) Die elektrische Isolierung lässt sich bei Hochspannungsbatteriesätzen leichter erreichen (die Isolierung muss nur einmal am Anfang der Kette durchgeführt werden).
(3) Es unterstützt die Übertragung über relativ große Entfernungen. Der Nachteil besteht darin, dass sich ein Einzelpunktfehler auf nachgeschaltete Knoten auswirkt, sodass ein Fehlertoleranzmechanismus entwickelt werden muss.

Da sich Zellen im Herstellungsprozess, im Temperaturgradienten und in der Alterungsrate unterscheiden, kommt es beim Serienladen/-entladen zu Spannungsinkonsistenzen. Ohne Ausgleich füllen oder entleeren sich Zellen mit geringerer Kapazität zuerst, wodurch die nutzbare Kapazität des gesamten Akkus verringert wird und es sogar zu Sicherheitsrisiken durch Überladung/Überentladung kommt. Der Ausgleich wird in passiver Ausgleich (Energieableitung durch Widerstände) und aktiver Ausgleich (Energieübertragung durch Kondensatoren oder Transformatoren) unterteilt. Ziel ist es, die Zellspannungen konstant zu halten und die Batterielebensdauer zu verlängern.

(1) Wählen Sie AEC-Q200-zertifizierte Transformatoren, um Zuverlässigkeit auf Automobilniveau zu gewährleisten.
(2) Verwenden Sie Doppelwicklungs- oder Redundanzkonstruktionen, um zu verhindern, dass ein Einzelpunktfehler zu einem Isolationsfehler führt. (3) Führen Sie eine 100-prozentige Produktions-/Linienprüfung der Spannungsfestigkeit und Teilentladung durch, mit einer Prüfspannung, die typischerweise dem 1,2- bis 1,5-fachen der Nennisolationsspannung entspricht.
(4) Überwachen Sie die sekundäre Ausgangsspannung des Transformators und lösen Sie sofort einen Fehlerbericht aus, wenn eine Anomalie auftritt.
(5) Kombinieren Sie es mit Isolations-/Fehlererkennungsschaltungen (z. B. Widerstandserkennung oder Fensterkomparatoren), um die ASIL B/C-Anforderungen zu erfüllen.