【導讀】對於混合動力汽車 (HEV) 和電動汽車 (EV)
，電池管理係統 (BMS) 中的配電係統可為車輛的核心功能供電，還可提供安全斷開高電壓或高電流事件的機製。隨著對更高電壓、電流

、效率和可靠性的需求持續增長
，配電係統的兩個核心組件（高壓繼電器和斷開保險絲）麵臨越來越多的設計挑戰。圖 1 展示了高壓繼電器和斷開保險絲的概覽。

對於混合動力汽車 (HEV) 和電動汽車 (EV)，電池管理係統 (BMS) 中的配電係統可為車輛的核心功能供電

，還可提供安全斷開高電壓或高電流事件的機製。隨著對更高電壓、電流
、效率和可靠性的需求持續增長，配電係統的兩個核心組件（高壓繼電器和斷開保險絲）麵臨越來越多的設計挑戰。圖 1 展示了高壓繼電器和斷開保險絲的概覽。

圖1：BMS配電係統中的電池斷開保險絲和高壓繼電器

在緊急情況下
，不可複位的電池斷開保險絲將激活
，斷開電池與車輛其餘部分之間的連接。高壓繼電器（也稱為接觸器）會在正常運行期間連接和斷開整個 HEV 或 EV 的電源線。在本文中，我們將討論接觸器和斷開保險絲驅動器領域的新興技術，這些技術有助於使 BMS 變得更加智能、安全和高效。

實現快速可靠的電池斷開係統

在zai發fa生sheng碰peng撞zhuang時shi，需xu要yao切qie斷duan下xia遊you係xi統tong的de電dian源yuan
，從cong而er避bi免mian出chu現xian其qi他ta複fu雜za問wen題ti或huo損sun壞huai。目mu前qian常chang用yong的de兩liang種zhong解jie決jue方fang案an是shi熔rong斷duan型xing保bao險xian絲si和he熱re熔rong絲si。熔rong斷duan型xing保bao險xian絲si會hui在zai發fa生sheng過guo流liu事shi件jian的de熱re條tiao件jian下xia觸chu發fa
，這zhe些xie保bao險xian絲si在zai出chu廠chang時shi就jiu已yi經jing預yu先xian設she置zhi完wan成cheng。熱re熔rong絲si需xu要yao電dian子zi驅qu動dong器qi發fa送song信xin號hao來lai斷duan開kai連lian接jie，主zhu要yao由you離li散san電dian路lu或huo傳chuan統tong的de安an全quan氣qi囊nang電dian爆bao驅qu動dong器qi驅qu動dong。隨sui著zhe HEV 和 EV 係(xi)統(tong)的(de)功(gong)率(lv)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)，熱(re)熔(rong)絲(si)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，並(bing)更(geng)快(kuai)地(di)進(jin)行(xing)部(bu)署(shu)。但(dan)是(shi)，為(wei)了(le)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)反(fan)應(ying)以(yi)及(ji)驅(qu)動(dong)這(zhe)些(xie)熱(re)熔(rong)絲(si)的(de)常(chang)用(yong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)很(hen)容(rong)易(yi)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)。還(hai)需(xu)要(yao)滿(man)足(zu)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)化(hua)組(zu)織(zhi) (ISO) ISO26262 的要求，增加了這些設計的複雜性。

為了實現更快響應，德州儀器 (TI) DRV3901-Q1熱熔絲驅動器采用了可以繞過串行外設接口 (SPI) 的直連 2 引腳硬件接口。DRV3901-Q1 驅動器能夠與電壓
、電流和電阻 (UIR) 傳感器配對使用，從而進一步加快部署速度。BQ79631-Q1器件這樣的 UIR 傳感器可以通過硬件引腳直接與 DRV3901-Q1 驅動器進行通信
，無需使用 MCU。

熱(re)熔(rong)絲(si)較(jiao)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)功(gong)能(neng)之(zhi)一(yi)是(shi)在(zai)發(fa)生(sheng)撞(zhuang)車(che)或(huo)其(qi)他(ta)嚴(yan)重(zhong)故(gu)障(zhang)時(shi)
，能(neng)夠(gou)斷(duan)開(kai)電(dian)池(chi)與(yu)係(xi)統(tong)其(qi)餘(yu)部(bu)分(fen)的(de)連(lian)接(jie)。係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)能(neng)夠(gou)可(ke)靠(kao)地(di)激(ji)活(huo)熱(re)熔(rong)絲(si)功(gong)能(neng)。DRV3901-Q1 的內置診斷功能可監測驅動器狀態
、熱(re)熔(rong)絲(si)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)和(he)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)的(de)可(ke)用(yong)性(xing)。為(wei)了(le)監(jian)控(kong)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)的(de)可(ke)用(yong)性(xing)
，需(xu)要(yao)測(ce)量(liang)儲(chu)能(neng)電(dian)容(rong)器(qi)。如(ru)果(guo)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)的(de)主(zhu)電(dian)源(yuan)不(bu)再(zai)可(ke)用(yong)
，該(gai)電(dian)容(rong)器(qi)將(jiang)作(zuo)為(wei)熱(re)熔(rong)絲(si)係(xi)統(tong)的(de)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)。通(tong)過(guo)定(ding)期(qi)檢(jian)查(zha)該(gai)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)放(fang)電(dian)電(dian)壓(ya)，DRV3901-Q1 驅動器和 MCU 能夠檢測其故障

，並向車輛發出警報
，而不必等到需要使用時才發現無法使用。

保險絲在需要時能夠起效很重要，但保險絲不會錯誤熔斷也同樣重要。DRV3901-Q1 驅動器具有集成的安全診斷功能
，可防止熱熔絲意外熔斷。這是通過結合不同功能實現的，包括單獨的高側和低側驅動器、用於硬件直接觸發的冗餘引腳以及串行外設接口上的循環冗餘校驗 (CRC) 保護。

改善車輛的整體配電狀況

HEV 或 EV 的(de)電(dian)源(yuan)線(xian)中(zhong)常(chang)見(jian)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)，是(shi)將(jiang)高(gao)壓(ya)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)到(dao)牽(qian)引(yin)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)主(zhu)接(jie)觸(chu)器(qi)。也(ye)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)其(qi)他(ta)電(dian)源(yuan)軌(gui)，例(li)如(ru)用(yong)於(yu)連(lian)接(jie)充(chong)電(dian)站(zhan)與(yu)電(dian)池(chi)的(de)交(jiao)流(liu)/直流充電接觸器，以及連接車內燈或加熱器等其他電氣負載的輔助接觸器。

接觸器是一種低壓電磁閥
，用於控製機械繼電器開關，此開關能夠在高壓下提供高電流。為了控製功率不斷增加的係統，HEV 和 EV cheliangzhongdejiechuqibuduanfazhan。jiechuqidediyadiancifayuanjiantongchangyouchengweijienengqidekongzhidianluqudong。jienengqidianlubianderiyizhongyaohefuza

，yimanzuduixiaolv
、可ke靠kao性xing和he安an全quan性xing的de更geng高gao要yao求qiu，還hai有you助zhu於yu提ti高gao大da功gong率lv條tiao件jian下xia的de電dian源yuan效xiao率lv。這zhe些xie電dian路lu有you助zhu於yu降jiang低di保bao持chi接jie觸chu器qi閉bi合he所suo需xu的de電dian流liu消xiao耗hao。此ci節jie能neng器qi可ke以yi直zhi接jie集ji成cheng到dao接jie觸chu器qi中zhong
，也ye可ke以yi從cong外wai部bu添tian加jia。在zai嚐chang試shi實shi現xian係xi統tong級ji的de安an全quan目mu標biao時shi，需xu要yao外wai部bu節jie能neng器qi的de接jie觸chu器qi很hen容rong易yi變bian得de非fei常chang複fu雜za。

完全集成式高功率接觸器驅動器（如DRV3946-Q1驅動器）可以替代複雜的節能器設計。DRV3946-Q1 驅動器可使接觸器高效導通並安全關斷。為了實現更高效的導通
，DRV3946-Q1 驅動器具有可編程的峰值和保持電流控製功能。圖 2 展示了此功能的實際應用情況。可以在啟動期間提供更大的電流
，以便建立初始連接。建立連接後
，電流可在“保持”階段降低到較低的水平。能夠對集成的峰值和保持相位進行編程
，可使接觸器的開關更加穩健、高效。

圖 2：DRV3946-Q1 中的峰值和保持電流控製

guanbijiechuqiyezhiguanzhongyao，tanenggoukuaisuduankaijiechuqiyouzhuyufangzhichudianhanjie，bingzaichuxianguzhangshiweicheliangxitongdeqiyubufentigongdiyidaofangxian。changyongjiejuefanganliyongkuaisufangdiangongnengshixianfengzhihebaochidianliukongzhi，danhuidaozhidianlubiandefuza。DRV3946-Q1 驅動器將這兩項功能結合在單個芯片上
，有助於降低係統複雜性
，提高效率和安全性。

結語

提升接觸器的效率和可靠性有助於增加可駕駛裏程、並增強 HEV 和 EV 日常駕駛的安全性。將熱熔絲驅動器集成到單芯片解決方案中，有助於針對何時斷開電池連接做出更智能、更快速的決策。DRV3901-Q1 熱熔絲驅動器和 DRV3946-Q1 接觸器驅動器為係統設計人員提供了多種選項，可支持他們設計出更智能
、更安全的車輛。

（來源：德州儀器）

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻

、圖片、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

大算力時代, 如何打破內存牆

輕鬆了解功率MOSFET的雪崩效應

CITE2024開展倒計時 等你來看大模型、芯片
、機器人、智能駕駛……

多通道優先級放大器的設計與應用

DC-DC變換器正在從即將消亡到開始被替代