BMS的外殼選擇金屬的還是塑料的?2021-07-28 08:03
這次聊一聊BMS的外殼選擇,之前有同事和我探討這個(gè)問題;這個(gè)問題其實(shí)對(duì)我來講有點(diǎn)超綱,所以只能試著來寫一下,拋磚引玉吧。原問題是:BMS的外殼是選擇金屬的還是塑料的?二者哪種更好些。
真實(shí)情況是這兩種材質(zhì)目前都是存在的,甚至存在沒有殼體的情況;其中采集器外殼塑料的更多些,而控制器外殼金屬與塑料差不多一樣多;下面大致從幾個(gè)方面聊一聊優(yōu)缺點(diǎn)。防水針對(duì)防水,首先要回答B(yǎng)MS硬件到底要不要做防水(IP67)?記得之前AVL過來公司培訓(xùn)時(shí),弱弱地問過老外這個(gè)問題,他毫不猶豫的說不需要,因?yàn)殡姵匕w已經(jīng)是IP67的了(前文有關(guān)于IP等級(jí)的定義,鏈接在此),內(nèi)部的零件不需要再次防水。
BMS的采集器一定是布置在PACK內(nèi)部的,但是控制器是有可能在外部的,針對(duì)這種特殊情況,控制器要做成防水的;塑料外殼比較難達(dá)到高等級(jí)防護(hù),一般只能做到IP30或IP40,不過也有在塑料外殼里面通過灌膠的方式,去做防水。
EMC對(duì)于EMC,大家都是感性上認(rèn)為金屬殼體的屏蔽效果比較好,對(duì)EMC測(cè)試是有積極的改善;事實(shí)也是這樣,針對(duì)RE等比較頭痛的問題,最終手段就是去做靜電屏蔽;另外也有金屬外殼出問題的場(chǎng)景:之前遇到過在做ESD測(cè)試時(shí),針對(duì)金屬殼體表面打靜電,由于放電路徑產(chǎn)生的磁場(chǎng)耦合到內(nèi)部,造成采集數(shù)據(jù)的跳變,而塑料外殼靜電槍根本就放不出來電,就無此問題(前文有關(guān)于ESD的介紹,鏈接在此)。當(dāng)然EMC都是具體問題具體分析,針對(duì)BMS而言,此處是金屬殼體優(yōu)勢(shì)大。
絕緣設(shè)計(jì)BMS上因?yàn)榇嬖贐級(jí)電壓,所以安規(guī)方面的考慮是必要的(前文有介紹過安規(guī)設(shè)計(jì),鏈接在此),對(duì)于塑料材質(zhì)而言,只需要滿足一定的CTI即可;但針對(duì)金屬殼體,電氣間隙與爬電距離就需要仔細(xì)考量,通常會(huì)在底部加一層絕緣墊片,如下圖所示。
還有就是金屬殼體需要做等電位設(shè)計(jì),即電位均衡(前文有介紹,鏈接在此);簡單來講,就是裸露的可導(dǎo)電外殼之間的電阻要小于0．1Ω;外漏可導(dǎo)電殼體之間的電位均衡通過接地來實(shí)現(xiàn),主要目的就是為了防止兩個(gè)外漏可導(dǎo)電殼體之間存在電壓差,危害到人身安全。
成本與重量成本我咨詢了結(jié)構(gòu)的同事,大概同尺寸的金屬殼體比塑料殼體貴1．5倍,塑料原材料以及加工成本、開模模具、良品率、生產(chǎn)效率等方面要強(qiáng)于金屬材質(zhì)。至于重量,金屬明顯沒有優(yōu)勢(shì),會(huì)影響重量能量密度,雖然個(gè)人認(rèn)為影響有限。
散熱對(duì)于散熱來講,金屬殼體優(yōu)勢(shì)明顯,尤其是采集板的均衡電路部分,可以通過散熱墊片將熱量傳遞到殼體。
另外,金屬殼體不易變形、不易老化、機(jī)械性能好,這幾個(gè)方面可能需要大家進(jìn)一步咨詢身邊的結(jié)構(gòu)工程師了;我發(fā)現(xiàn)主機(jī)廠的結(jié)構(gòu)工程師真的很專業(yè),其人才儲(chǔ)備要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于做三電的電子工程師?？偨Y(jié):蔚來的ET7發(fā)布了,如果各項(xiàng)參數(shù)都按目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的話,那真的很厲害,不了解他們還招不招做BMS的人了,哈哈;以上所有,僅供參考。
真實(shí)情況是這兩種材質(zhì)目前都是存在的,甚至存在沒有殼體的情況;其中采集器外殼塑料的更多些,而控制器外殼金屬與塑料差不多一樣多;下面大致從幾個(gè)方面聊一聊優(yōu)缺點(diǎn)。防水針對(duì)防水,首先要回答B(yǎng)MS硬件到底要不要做防水(IP67)?記得之前AVL過來公司培訓(xùn)時(shí),弱弱地問過老外這個(gè)問題,他毫不猶豫的說不需要,因?yàn)殡姵匕w已經(jīng)是IP67的了(前文有關(guān)于IP等級(jí)的定義,鏈接在此),內(nèi)部的零件不需要再次防水。
BMS的采集器一定是布置在PACK內(nèi)部的,但是控制器是有可能在外部的,針對(duì)這種特殊情況,控制器要做成防水的;塑料外殼比較難達(dá)到高等級(jí)防護(hù),一般只能做到IP30或IP40,不過也有在塑料外殼里面通過灌膠的方式,去做防水。
EMC對(duì)于EMC,大家都是感性上認(rèn)為金屬殼體的屏蔽效果比較好,對(duì)EMC測(cè)試是有積極的改善;事實(shí)也是這樣,針對(duì)RE等比較頭痛的問題,最終手段就是去做靜電屏蔽;另外也有金屬外殼出問題的場(chǎng)景:之前遇到過在做ESD測(cè)試時(shí),針對(duì)金屬殼體表面打靜電,由于放電路徑產(chǎn)生的磁場(chǎng)耦合到內(nèi)部,造成采集數(shù)據(jù)的跳變,而塑料外殼靜電槍根本就放不出來電,就無此問題(前文有關(guān)于ESD的介紹,鏈接在此)。當(dāng)然EMC都是具體問題具體分析,針對(duì)BMS而言,此處是金屬殼體優(yōu)勢(shì)大。
絕緣設(shè)計(jì)BMS上因?yàn)榇嬖贐級(jí)電壓,所以安規(guī)方面的考慮是必要的(前文有介紹過安規(guī)設(shè)計(jì),鏈接在此),對(duì)于塑料材質(zhì)而言,只需要滿足一定的CTI即可;但針對(duì)金屬殼體,電氣間隙與爬電距離就需要仔細(xì)考量,通常會(huì)在底部加一層絕緣墊片,如下圖所示。
還有就是金屬殼體需要做等電位設(shè)計(jì),即電位均衡(前文有介紹,鏈接在此);簡單來講,就是裸露的可導(dǎo)電外殼之間的電阻要小于0．1Ω;外漏可導(dǎo)電殼體之間的電位均衡通過接地來實(shí)現(xiàn),主要目的就是為了防止兩個(gè)外漏可導(dǎo)電殼體之間存在電壓差,危害到人身安全。
成本與重量成本我咨詢了結(jié)構(gòu)的同事,大概同尺寸的金屬殼體比塑料殼體貴1．5倍,塑料原材料以及加工成本、開模模具、良品率、生產(chǎn)效率等方面要強(qiáng)于金屬材質(zhì)。至于重量,金屬明顯沒有優(yōu)勢(shì),會(huì)影響重量能量密度,雖然個(gè)人認(rèn)為影響有限。
散熱對(duì)于散熱來講,金屬殼體優(yōu)勢(shì)明顯,尤其是采集板的均衡電路部分,可以通過散熱墊片將熱量傳遞到殼體。
另外,金屬殼體不易變形、不易老化、機(jī)械性能好,這幾個(gè)方面可能需要大家進(jìn)一步咨詢身邊的結(jié)構(gòu)工程師了;我發(fā)現(xiàn)主機(jī)廠的結(jié)構(gòu)工程師真的很專業(yè),其人才儲(chǔ)備要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于做三電的電子工程師?？偨Y(jié):蔚來的ET7發(fā)布了,如果各項(xiàng)參數(shù)都按目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的話,那真的很厲害,不了解他們還招不招做BMS的人了,哈哈;以上所有,僅供參考。
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