Ki efè pwoteksyon tèmik nan dyod nan ekipman pou pouvwa depo enèji machin?

一, Rasin kòz tèmik runaway: konplèks anviwònman tèmik nan depo enèji abò ekipman pou pouvwa
Sous pouvwa depo enèji ki monte sou machin yo (tankou pake batri pouvwa ak modil superkondensateur) fè fas a plizyè defi tèmik pandan operasyon an:

Kondisyon pou gwo dansite pouvwa: Nan mòd chaje rapid, pake batri a bezwen ranpli 80% chaj renouvèlman nan 15 minit, ak yon dansite pouvwa enstantane ki rive jiska 500kW/m³, sa ki lakòz ogmantasyon tanperati lokal ki depase 10 degre /min.
Fluctuations tanperati anviwònman yo: Ranje tanperati opere machin yo se -40 degre a 85 degre, ak diferans ekstrèm tanperati agrave estrès tèmik sou eleman yo.
Sipèpozisyon fay elektrik: Kout sikwi, surcharge, aktyèl ranvèse ak lòt defo ka lakòz otspo lokal yo, ak tanperati a ka kraze nan pwen k ap fonn materyèl la nan milisgond.
Lè w pran modil batri Tesla Modèl 3 la kòm egzanp, li adopte yon konplo koneksyon seri selil 21700, ak yon sèl -dansite enèji gwoup mòd nan 250Wh/kg. Nan kondisyon fonksyònman ekstrèm, si jesyon tèmik echwe, tanperati sifas selil batri a ka monte soti nan 25 degre a 300 degre nan lespas 30 segonn, deklanche yon reyaksyon chèn nan evasyon tèmik. Nan pwen sa a, pèfòmans nan dyod la kòm premye baryè pwoteksyon tèmik dirèkteman detèmine si sistèm nan ka reyalize izolasyon aktif nan premye etap yo nan tèmik runaway.

2, Mekanis pwoteksyon tèmik nan dyod: inovasyon soti nan materyèl nan estrikti
1. Ba gout vòltaj pi devan (VF) diminye pèt chalè
Gout vòltaj pi devan nan silisyòm tradisyonèl -dyodes ki baze sou se 0.6-0.7V, sa ki lakòz pèt chalè 12-14W nan 20A aktyèl. Dyòd Schottky a adopte yon estrikti metal semi-conducteurs junction, ak VF a ka osi ba ke 0.2-0.4V ™ Pou egzanp, dyod Schottky kenbe yon VF nan 0.3V nan yon tanperati ki wo nan 150 degre, ki se 57% pi ba pase aparèy Silisyòm ki baze sou ak diminye pèt chalè a 68%. Apre w fin itilize dyod Schottky nan konvètisè DC/DC BYD e6, efikasite konvèsyon an te ogmante soti nan 92% a 95%, ak ogmantasyon tanperati sistèm lan diminye pa 8 degre.

2. Rapid tan rekiperasyon ranvèse (Trr) siprime pèt switch
Nan gwo -fowini pou chanje frekans (tankou chajè machin OBC), dyod bezwen byen vit chanje ant eta kondiksyon ak koupe. Dyòd rekiperasyon rapid tradisyonèl yo gen yon Trr nan 50-100ns, pandan y ap twazyèm -jenerasyon materyèl semi-conducteurs tankou SiC ak GaN ka diminye Trr nan lespas 10ns. Dyòd GaN HEMT Cree a diminye pèt rekiperasyon ranvèse a 90% konpare ak aparèy Silisyòm-nan yon frekans switch 1MHz, sa ki lakòz yon efikasite sistèm OBC ki depase 98%. Nan platfòm segondè-vòltaj 800V NIO ET7, itilizasyon GaN dyod diminye volim modil chaje a pa 40% ak dansite tèmik pa 35%.

3. Transient Voltage Suppression (TVS) bloke pwopagasyon tèmik runaway
Dyòd TVS la sere survoltaj la nan yon seri sekirite ak yon vitès repons milisgond, anpeche selil batri a surchof ak pèdi kontwòl akòz surcharge. Dyòd SMBJ15CA TVS ki soti nan Dongwo Electronics aplike nan sistèm depo enèji Tesla Powerwall, ak Pppm=600W ak Vc=18V. Li ka siprime vòltaj vag 24V a 18V nan 10 μ s, diminye ogmantasyon tanperati sifas modil batri a pa 42%. Nan tès tèmik UL9540A, solisyon sa a te jwenn plis pase 10 fwa tan repons pou sistèm pwoteksyon dife a.

3, Sistèm nivo pwoteksyon tèmik: konsepsyon kolaborasyon nan dyod ak lòt konpozan
1. Pwoteksyon konpoze ak MOSFET
Konplo tradisyonèl P-MOS anti ranvèse a gen pwoblèm tankou gwo rezistans ak enkapasite pou bloke aktyèl ranvèse. LM74700 -Q1 kontwolè ideyal dyòd TI a reyalize 0.01 Ω sou rezistans ak nanosecond nivo ranvèse vitès koupe pa entegre N-MOS ak sikwi kontwòl. Nan sistèm 48V ba-vòltaj nan Ideal Machin L9, solisyon sa a diminye pèt koneksyon anti ranvèse soti nan 8W a 0.2W, ak tanperati sistèm nan monte soti nan 15 degre a 2 degre, konplètman rezoud risk pou yo echèk tèmik pandan demaraj frèt.

2. Fèmen kontwòl bouk ak Capteur tanperati
Modil batri CTP3.0 nan CATL adopte yon konsepsyon bouk fèmen -nan "dyod + NTC Capteur tanperati". Lè tanperati a nan selil batri a depase 55 degre, sistèm nan otomatikman koupe siyal kontwòl dyod la epi fòse li nan mòd dissipation chalè; Si tanperati a ap kontinye monte a 70 degre, mekanis k ap fonn dyòd TVS la ap deklanche pou reyalize izòlman fizik. Nan tès aktyèl la nan GAC AiON LX, konplo sa a redwi vitès pwopagasyon tèmik runaway soti nan 0.5m / s a ​​0.02m / s.

3. tèmik elektrik couplage optimisation ak likid refroidissement sistèm
Sistèm depo enèji kib BYD la itilize teknoloji refwadisman likid pou estabilize tanperati fonksyònman dyod ki pi ba pase 45 degre, sa ki redui aktyèl flit ranvèse pa 78% konpare ak solisyon ki refwadi lè-. An menm tan an, sistèm lan dinamik ajiste to koule awozaj ki baze sou koub dyod VF Tj la. Nan sistèm depo enèji Huawei Digital Energy PowerStack, konsepsyon sa a pwolonje lavi dyod la soti nan 10 ane a 15 ane epi redwi pwobabilite pou echèk tèmik a 0.01% chak ane.