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BMS里面的安规设计:电气间隙与爬电距离(下)

七月进入了台风季节,导致工作日一直下雨;这两周没有那么忙了,晚上有时间来静下心学习,不过这段日子长时间坐着,造成体重激增,开始被女票嫌弃,我要减肥!

上接前文,这一篇主要介绍电气间隙与爬电距离的计算方法;还是要事先介绍几个概念定义。

污染等级

对于绝缘来说,固体内部绝缘效果最好,然后是气体内部,最差的是固体和气体分界处表面;这是因为固体表面的污染导致,为了量化污染程度,它被分为以下几个等级(图片来源于GB/T 16935.1-2008):

对于BMS来讲,因为PACK的IP等级一般为IP67,是一个比较良好的密闭环境,所以这里的污染等级一般选择为污染等级2。

绝缘材料的CTI

相比电痕化指数(CTI)是用来对绝缘材料的绝缘性能进行评价的等级参考,CTI数值越大,代表绝缘性能越好;

对BMS实际应用来说,涉及到的绝缘材料主要是PCB、器件材料和壳体材料;一般通用的要求是PCB的CTI≥175,其他材料CTI≥600。

海拔修正系数

海拔主要对电气间隙有影响,在2000m以下不考虑海拔影响,但2000m以上就要考虑,主要方法就是需要乘以一个海拔系数做降额,具体见下表。

BMS一般应用环境的海拔要求在5000m以下,所以海拔因素也是要考虑的。

电气间隙与爬电距离计算的方法其实说白了就是查表法。

最小电气间隙的确定

根据GB/T 16935.1,电气间隙应以承受所要求的冲击耐受电压来确定。说得浅显些,需要选取一个在实际电路中出现的最大过压值,然后对应下表,直接选择对应的电气间隙。

这里再澄清一下,GB/T 16935.1是一个通用的安规标准,目前还没有专门针对电动汽车的安规标准,所以暂时参考通用标准。

在GB/T 16935.1里面,推荐了几个额定冲击电压的优选值,为了保险起见,我们可以选择2500V作为BMS加强绝缘的冲击耐受电压。

这样的话,污染等级为2、非均匀电场、耐受电压2500V,那么对应的最小电气间隙为1.5mm,注意还要乘以海拔系数:1.5*1.48=2.22mm,再留一下余量的话,一般可以取做3mm作为加强绝缘的最小电气间隙。

最小爬电距离的选取

爬电距离也是类似方法,跨接在爬电距离两端的长期工作电压的有效值决定了爬电距离。举个例子,假如电池包最高总电压为800V,我们可以将它做为参考值,然后去查下表:污染等级还是2,PCB的材料组别选择CTI在175以上,电压有效值为800V,则最小的爬电距离为4mm,注意,如果是加强绝缘的话,按照标准还需要再乘以2倍,那就是8mm。

总结:

安规到此就先告一段落了,里面有些东西写的一笔带过,像怎么确定冲击耐受电压等,这些东西还是要回归标准本身,也就是大家要通读标准再来看这个问题,要想吃透,还得靠各位自己下功夫,我最多算扫一下盲,让大家知道有这一回事;以上所有,仅供参考。

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