Dans les systèmes de batterie-à semi-conducteurs, le BMS est le "cerveau" qui contrôle l'état de la batterie et garantit un fonctionnement sûr, tandis que leLe BMS-de batterie à semi-conducteurs surveille le circuit imprimécomme « centre nerveux » et « porteur d'exécution » de ce « cerveau ». Il effectue non seulement l'installation et la connexion des composants principaux du BMS, mais détermine également directement la précision de la surveillance de l'état de la batterie et la rapidité de la réponse de protection. Il s'agit d'un support clé pour assurer un fonctionnement sûr, efficace et longue durée de vie des batteries à semi-conducteurs.
1 : la fonction principale de la carte de surveillance BMS de batterie à semi-conducteurs-est de protéger tout le cycle de vie de la batterie.
Les batteries à semi-conducteurs sont largement utilisées dans des domaines tels que les véhicules à énergies nouvelles et les systèmes de stockage d'énergie en raison de leur densité énergétique élevée et de leur forte sécurité. Cependant, pendant leur fonctionnement, une surveillance-en temps réel de paramètres clés tels que la tension, la température et le courant est toujours nécessaire pour éviter les risques tels que la surcharge, la décharge excessive et la surchauffe. La fonction principale du PCB de surveillance BMS est d'établir un « chemin de transmission de données et d'exécution d'instructions » stable et efficace pour ces exigences de surveillance.
Premièrement, il assume la responsabilité de la « collecte des paramètres ». La carte de surveillance BMS doit connecter avec précision des composants tels que les cellules de batterie à semi-conducteurs, les capteurs de température et de courant, et transmettre des données impartiales en temps réel telles que les changements de tension des cellules, la répartition de la température de la batterie et les fluctuations de courant pendant la charge et la décharge à la puce de contrôle principale du BMS. En raison du grand nombre de cellules de batterie et des changements rapides de paramètres dans les batteries à semi-conducteurs-, les cartes de circuits imprimés doivent assurer la synchronisation de l'acquisition de données multi-canaux pour éviter une mauvaise appréciation de l'état de la batterie causée par un retard ou un écart des données.
Dans un deuxième temps, il met en œuvre la transmission d'instructions de « protection de sécurité ». Lorsque BMS collecte des données anormales via la carte de surveillance, il émet immédiatement des instructions de protection. À ce stade, la carte de surveillance BMS doit transmettre rapidement ces instructions aux composants d'exécution tels que les relais et les modules de dissipation thermique pour garantir que les actions de protection soient réalisées dans un laps de temps très court. Par exemple, lorsqu'une surchauffe locale d'une batterie à semi-conducteurs-est détectée, le circuit imprimé doit activer rapidement le circuit de commande du ventilateur de refroidissement pour éviter les risques de sécurité causés par une augmentation continue de la température.
De plus, il soutient l'optimisation de la « gestion de l'énergie ». La carte de surveillance BMS doit également coopérer avec BMS pour réaliser la gestion de l'équilibre de la batterie, l'optimisation de la stratégie de charge et de décharge et d'autres fonctions. Par exemple, lorsque la tension de plusieurs cellules à semi-conducteurs-est incohérente, le circuit imprimé doit fournir une alimentation électrique et un chemin de signal stables pour le circuit d'équilibrage, aidant ainsi le BMS à reconstituer les cellules à tension inférieure et à assurer une production d'énergie uniforme de l'ensemble de la batterie ; Pendant le processus de charge et de décharge, le circuit imprimé doit fournir -des commentaires en temps réel sur les données de courant et de tension afin de fournir une base au BMS pour ajuster la puissance de charge et de décharge, évitant ainsi une diminution de la durée de vie de la batterie due à une charge et une décharge excessives.
2, Garantie de performance de la carte PCB de surveillance BMS de batterie à semi-conducteurs : se concentrer sur la « précision » et la « fiabilité »
Les batteries à semi-conducteurs nécessitent une précision et une fiabilité extrêmement élevées pour la surveillance du BMS, et même de petites erreurs de surveillance des paramètres peuvent affecter le fonctionnement sûr et la durée de vie de la batterie. La carte de surveillance BMS doit répondre à la double exigence de « surveillance de haute-précision » et de « fonctionnement de haute fiabilité » grâce à diverses caractéristiques de performances.
Du point de vue de l'exactitude de la collecte de données, la carte de surveillance BMS doit avoir de faibles caractéristiques d'interférence de signal. Les signaux de tension, de courant et d'autres paramètres des batteries à semi-conducteurs-sont généralement faibles et des interférences électromagnétiques sont générées par des appareils tels que des moteurs et des onduleurs dans le système de batterie. Si la capacité anti-anti-interférence du circuit imprimé est insuffisante, cela peut entraîner des écarts dans les données collectées. Par conséquent, la carte de surveillance BMS réduira l'impact des interférences électromagnétiques sur les signaux grâce à une disposition raisonnable, garantissant que les données de tension, de courant et de température collectées sont hautement cohérentes avec l'état réel de la batterie.
Du point de vue de la protection de la vitesse de réponse, la carte de surveillance BMS doit avoir de faibles caractéristiques de retard de signal. La protection de sécurité des-batteries à semi-conducteurs nécessite une vitesse de réponse stricte. Si le délai de transmission du signal du PCB est trop long, les instructions de protection ne seront pas exécutées en temps opportun, augmentant ainsi les risques pour la sécurité. Par conséquent, les circuits imprimés optimiseront le chemin de transmission des signaux clés, réduiront le retard des signaux pendant la transmission et garantiront que les instructions de protection peuvent être transmises en temps réel - et exécutées rapidement.
Du point de vue de la stabilité opérationnelle à long terme, les cartes de circuits imprimés de surveillance BMS doivent être adaptables à l'environnement. Si l'adaptabilité environnementale du circuit imprimé est insuffisante, des problèmes tels que des dommages structurels et une transmission anormale du signal peuvent survenir, entraînant une défaillance de la surveillance BMS. Par conséquent, les cartes de circuits imprimés utilisent généralement des substrats résistants aux températures élevées et à l'humidité, ainsi qu'une résistance à la soudure pour garantir un fonctionnement stable dans des environnements complexes.
3, Points clés du processus de surveillance des circuits imprimés du BMS de batterie à semi-conducteurs : les détails déterminent les résultats de sécurité
Les détails du processus de fabrication du circuit imprimé de surveillance BMS sont directement liés à la stabilité de ses performances et à sa durée de vie, ce qui à son tour affecte le fonctionnement sûr des batteries à semi-conducteurs-. Dans le processus de production et d'application en série, les points de processus suivants doivent être soigneusement contrôlés pour éviter les risques de sécurité causés par des défauts de processus.
Premièrement, le processus de sélection du substrat. En tant que support de base du PCB, les performances du substrat affectent directement la stabilité globale du PCB. Pour les scénarios d'application des batteries à semi-conducteurs-, les cartes de circuits imprimés doivent choisir des substrats résistants aux températures élevées et au vieillissement pour garantir que le substrat ne se déforme pas ou ne se fissure pas facilement sous la chaleur générée par le fonctionnement à long terme de la batterie-, garantissant ainsi la stabilité de l'installation des composants et la fiabilité de la transmission du signal. Dans le même temps, le substrat doit avoir de bonnes propriétés d'isolation pour éviter les courts-circuits dans le circuit provoqués par un défaut d'isolation, ce qui peut présenter des risques pour la sécurité.
Vient ensuite le processus de câblage. Le câblage sur la carte de surveillance BMS comprend le câblage du signal analogique, le câblage du signal numérique et le câblage à courant élevé. Différents types de câblage ont des sensibilités variables aux interférences, et un câblage inapproprié peut entraîner une diaphonie du signal. Par exemple, le champ magnétique généré par le routage de courant élevé peut interférer avec le routage du signal analogique, affectant ainsi la précision de l'acquisition de tension. Par conséquent, le processus de câblage doit isoler différents types de câblage pour garantir que les différentes transmissions de signaux n'interfèrent pas les unes avec les autres.
Enfin, le processus de test d’apparence et de performances électriques. Avant de quitter l'usine, le circuit imprimé de surveillance BMS doit subir une inspection stricte de son apparence et des tests de performances électriques pour éliminer les défauts potentiels. L'inspection de l'apparence nécessite de vérifier la surface de la carte pour détecter les rayures, le détachement du masque de soudure, la déformation du plot de soudure et d'autres problèmes pour éviter d'affecter l'installation des composants ou la transmission du signal en raison de défauts d'apparence ; Les tests de performances électriques nécessitent l'utilisation d'équipements professionnels pour vérifier la conductivité, l'isolation et l'adaptation d'impédance de la carte, garantissant une transmission stable du courant et des signaux et empêchant les données de surveillance anormales ou l'incapacité d'exécuter les instructions de protection en raison de performances électriques inadéquates.