充電樁浪涌保護方案—保障充電設施安全穩(wěn)定運行的關鍵

在當今新能源汽車蓬勃發(fā)展的時代，充電樁作為電動汽車的“加油站”，其重要性不言而喻。然而，由于其復雜的電氣環(huán)境和暴露于戶外的特點，充電樁容易受到浪涌的影響。浪涌可能來自雷電、電網(wǎng)故障、大功率設備的啟停等，對充電樁的電子設備和儲能系統(tǒng)造成嚴重損害。因此，設計一套有效的浪涌保護方案是保障儲能充電樁安全可靠運行的關鍵。

一 、浪涌來源及危害

充電樁浪涌來源主要有：

1. 雷電：直接雷擊或附近雷擊產(chǎn)生的強大電磁場會在充電樁的線路上感應出高電壓和大電流浪涌。

2. 電網(wǎng)故障：如短路、開關操作、電網(wǎng)電壓波動等，可能導致瞬時過電壓。

3. 設備啟停：大功率設備（如電動機、變壓器等）的啟動和停止會引起線路中的電流和電壓突變，產(chǎn)生浪涌。

浪涌可能導致以下危害：

1. 損壞充電樁的充電模塊、控制單元、通信設備等，影響正常充電功能。

2. 對儲能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)（BMS）、電池組造成損害，降低電池壽命和性能。

3. 引發(fā)火災、爆炸等嚴重安全事故。

給予以上原因，若不加以有效防護，將對充電樁及其連接的電動汽車造成嚴重損害。因此，制定一套科學合理的充電樁浪涌保護方案至關重要。

二、保護方案設計原則

上海雷卯根據(jù)上述情況推出以下設計原則：

1. 多層次防護：采用分級保護策略，從電源進線到設備端口，逐步降低浪涌能量和電壓。

2. 快速響應：保護器件應具有快速的響應時間，能夠在浪涌出現(xiàn)的瞬間動作。

3. 足夠的通流容量：能夠承受可能出現(xiàn)的最大浪涌電流，確保不被擊穿。

4. 低殘壓：在泄放浪涌電流后，應盡量降低輸出端的殘余電壓，保護后端設備。

三、具體保護措施

首先，在充電樁的電源入口處，應安裝高性能的浪涌保護器（SPD）。這類保護器通常由氣體放電管GDT、壓敏電阻MOV和大功率瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）等元件組成GDT夠承受較大的浪涌電流，在浪涌來臨時迅速導通，將大部分能量泄放至大地；MOV則具有較快的響應速度，能在微秒級時間內(nèi)限制電壓的上升；大功率TVS二極管則以其極快的響應速度（納秒級）和精準的電壓鉗位能力，對殘余的浪涌進行進一步抑制，確保后端電路的安全。

這三類器件是充電樁防浪涌主要器件，也是上海雷卯的優(yōu)勢器件，GDT 和MOV 之前博客已介紹，此次主要介紹大功率藍寶寶 BPSS。

四、大功率 TVS 藍寶寶

通常指的是藍寶寶浪涌抑制器，這是一款超大功率的 TVS 二極管（瞬態(tài)電壓抑制二極管）。它具有超強的浪涌吸收能力和抑制電壓能力，在實際應用中通常并接在電路中，既能解決雷擊大浪涌問題，又能對靜電起到超強的防護效果。

其主要優(yōu)勢包括：

- 浪涌吸收能力強：最大 Ipp 可達到20KA。

- 系列全：例如有 1KA、2KA、3KA、6KA、10KA、16KA、20KA 等系列。

- 響應速度快（微秒級），可保護設備免受損害。

- 漏電流 Ir 小，減少發(fā)熱。

- 具有低斜率電阻。

- 高效能耗，有助于降低能源成本。

- 有多種封裝尺寸供選擇。

- 支持極低電壓。

- 穩(wěn)定可靠、壽命更長、體積更小。

五、充電樁選用TVS藍寶寶型號

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