汽车电池电路中@@ NTC 热敏电阻@@的可靠性@@

judy — Fri, 01 Dec 2023 06:41:44 +0000

电动汽车@@电池管理系统使用柔性@@ PCB 时@@，激光焊接产生的机械应力和温度@@变化会导致表面贴装@@ NTC 热敏电阻@@热开裂@@@@，这是一种难以预测的潜在严重故障@@@@。采用软端子和块状金属氧化物工艺的贴片热敏电阻@@可最大限度减小@@188足彩外围@@app 开裂@@的风险@@。

简介@@
随着电动汽车@@@@ (EV) 市场的持续快速增长@@，技术挑战和为应对@@这些@@挑战而开发的创新也在不断发展@@。在这些@@挑战和创新当中@@，改进电池技术@@、提高电源电路效率和快速充电解决方案@@是设计工程师最为关注的领域@@。

目前@@，电动汽车@@主要使用锂离子电池@@，单体电池电压为@@ 3.6 V 至@@ 3.7 V。因此@@，建立一个总电压为@@ 500 V 至@@ 900 V 的动力系统需要串并联数百个这样的电池@@。此外@@，优化如此多电池单元构成的系统的性能需要高效电池管理系统@@ (BMS)，这种系统必须能够监测电池的温度@@@@、阻抗@@ (电池内阻@@)、电压以及充放电电流@@。其中每项指标都会影响电池的性能@@。

NTC 对@@ BMS 的影响@@
BMS 一般包括电池单元管理控制器@@ (CMC)，主控中央单元或电池管理控制器@@ (BMC)。 CMC 采用多通道@@@@ IC (目前@@最多配备@@ 16 通道@@) 执行监控功能@@，BMC 负责控制每个@@ CMC。这类系统测量的主要参数包括温度@@@@、阻抗@@、电压和电流@@。

在考虑温度@@测量的情况下@@，负温度@@系数@@ (NTC) 热敏电阻@@是最常用的@@188足彩外围@@app 解决方案@@。通常@@，NTC 热敏电阻@@紧贴电池或模块壁@@，或电气接点连接以确定@@“热点@@”温度@@。随着热敏电阻@@温度@@上升@@，具有高灵敏度的@@ NTC 的阻值会下降@@，因为@@ NTC 电阻具备较大的负温度@@系数@@@@。温度@@的测量是通过采集普通电阻@@+热敏电阻@@的电阻网@@络上的电压@@，并将该模拟电压信号输送到集成在@@ IC 里面的@@ ADC 转换器进行后续处理完成的@@。精确的温度@@采集对@@电池的正常运行和整个@@ BMS 系统的安全来说必不可少@@。为了能精准地测量到温度@@@@，NTC 和测量电路又显得尤为重要@@。

高压电池系统可以包括二十个或更多表面贴装@@ NTC 热敏电阻@@，这些@@热敏电阻@@位于包裹在组装的电池结构的柔性电路上@@。如果安装基板是@@ FR4 PCB，这些@@188足彩外围@@app 可以进行回流焊或波峰焊@@。

然而@@，一些柔性电路不能使用这些@@焊接技术@@，而是依靠局部加热的激光焊接@@，以避免损坏其他敏感部件@@。如果不能严格控制这种激光焊接工艺@@，就会导致陶瓷@@188足彩外围@@app 受到过量的热应力而开裂@@@@。

同样@@，整个电池系统在组装和工作中也会受到很大的机械应力@@。而且柔性电路板上的组件也会受到通过器件端子传导的扭力的影响@@@@，有些情况下甚至@@器件本身会直接承受压力@@，这些@@情况都会导致器件结构开裂@@@@。

这种故障@@取决于多种因素@@，使其难以检测@@，并且不太可能提前预测故障@@的出现@@。此外@@，多层陶瓷电容已经充分证明@@，实际@@188足彩外围@@app 故障@@ (188足彩外围@@app 开裂@@) 可能在系统完成安装部署之后的很长一段时@@间才出现@@。这种故障@@也可能是灾难性的@@，使得更换@@/维修的代价非常高@@。

NTCS 系列解决方案@@@@
为降低温度@@变化或使用柔性@@ PCB 可能产生的机械应力导致@@188足彩外围@@app 开裂@@的风险@@，Vishay NTCS 系列热敏电阻@@采用块状金属氧化物材料@@，配有固化环氧树脂封装的镍@@-锡镀层聚合物端子@@，而不是采用烧结的厚膜材料@@。这种解决方案@@提供柔性端子结构@@，其应力测试期间的表现显著优于其他端子材料@@，同时@@也显著优于来自于其它制造商的多层陶瓷结构器件的柔性端子方案@@。

由于使用柔性@@ PCB 电路板的电池管理系统的各个组件承受的应力不尽相同@@，因此@@采用能够吸收扭力和热应力的柔性端子解决方案@@可以显著减少潜在的现场实地故障@@@@，从而提高可靠性和使用寿命@@。

文章来源@@：Vishay威世科技@@

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