家喻户晓,守旧燃油车可愚弄汽油策动机运转发作的余热为座舱供暖或给电池加热,但新能源车没有策动机,热量由来缺失,于是须要PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器主动制热采暖。
PTC加热器是新能源车填充“无策动机余热”的环节部件,通过“自限温电热转换”来为电池和座舱供给热量,是现阶段新能源车热束缚体例中的中央制热计划之一。
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PTC加热器类型可分为气氛加热式(风暖型)和液体加热式(水暖型),其中央道理为:
当电通畅过PTC元件时,电阻因焦耳效应发烧,热量通过气氛或冷却液介质通报至电池组(低温时保温以擢升充放电效用)或乘员舱(供暖);
而跟着温度升高,PTC元件电阻还会呈非线性快速增大,自愿限定电流输出以避免片面过热,完毕“自限温”爱惜。
值得一提的是,PTC加热器往往事情正在高压直流回途(如400/800V动力电池直流电压)中,而局限单位(如MCU、传感器)属于低压电途(12V/24V车载低压体例),于是务必对其采用有用电气分隔步调以防备高压窜入低压体例损坏敏锐元件,并爱惜驾乘职员的人命平安,同时知足苛苛的电气平安策画类型。
新能源汽车PTC加热器的事情道理为车主或体例通过CAN/LIN总线发出制热下令后,MCU/DSP开端驱动IGBT或其他功率管,从而局限PTC加热器导通高压电举办加热;
往往,PTC加热器中聚集成众个PTC电阻,体例可通过局限区别数目电阻的通断完毕众挡位的功率输出,伶俐成家座舱供暖或电池加热的区别需求。
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如上图所示,正在新能源汽车PTC加热器的电气分隔计划中,PTC加热器(HTR)由汽车高压电池平台(HV)供电,MCU/DSP由5V直流电供电,两者间首要通过分隔驱动芯片与分隔采样芯片完毕低压局限与高压加热的平安协同。
个中,分隔驱动芯片担当正在完毕电气分隔的条件下,放大并擢升来自MCU/DSP低压局限信号的驱动本领,以高效驱动高压侧PTC加热器功率回途的导通/闭断;
分隔采样芯片担当正在完毕电气分隔的条件下,精准采撷高压侧PTC加热器的相电流/母线电流信号,为MCU/DSP对PTC加热器的精准局限(如功率治疗、阻碍爱惜等)供给逻辑按照。
而数字分隔/分隔接口芯片则担当正在完毕电气分隔的条件下,已毕LIN/CAN等车载总线与MCU/DSP的信号交互,使MCU/DSP可通过这些通讯接口与整车其他体例平安协同,精准、高效地调控PTC加热器的运转。
行为新能源汽车PTC的平安之“芯”,数字分隔器的中央价格不单正在于完毕坎坷压电途的电气分隔,调动在于通过安稳牢靠的信号传输、精准高效的参数采样与抗扰乱本领,为PTC加热器的平安运转筑起众重防护障蔽。
然而,要富裕外现数字分隔器的这些中央价格,就须要其具备足够高的分隔电压以抵御高压窜犯危险,以及强健的抗电磁扰乱本领与历久牢靠性来顺应丰富的车载处境。
比方,华普微自助研发的CMT812X(2通道)、CMT804X(4通道)与CMT826X(6通道)系列规范数字分隔器不单支柱高达5 kVRms分隔电压、8kV浪涌本领以及40年以上的预期操纵寿命,还可明显加强器件电磁兼容性(EMC),可有用知足体例级ESD、EFT、浪涌和辐射方面的合规请求。
CMT8602X系列加强型分隔式双通道栅极驱动器不单具有4A峰值拉电流和6A峰值灌电流,还可驱动高达5MHz的功率MOSFET,IGBT和SiC MOSFET,具有一流的传达延迟和脉宽失线X系列分隔采样芯片不单能有用阻断高压电流及电磁噪声传导至低压电途中,还能为MCU供给高精度的采样电流、电压及温度等及时信号以维持完毕PTC加热器的高效、牢靠运转。
CMT104X系列高牢靠性分隔式CAN收发器不单能供给±70V 直流母线V共模电压局限,还支柱高达5Mbps的数据速度(CAN FD 形式),可完毕更为疾速的数据传输。
瞻望异日,跟着新能源汽车向高压化、智能化及轻量化目标加快演进,PTC加热器将面对更高功率密度、更速反响速率及更苛苛平安规范的离间,而数字分隔器则将正在维系高分隔机能的底子上,继续向高集成化、低功耗及智能化目标升级,以继续知足新能源汽车热束缚体例的平安需求,助力环球新能源汽车工业的高质地开展。
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