充电桩浪涌保护方案—保障充电设施安全稳定运行的关键

在当今新能源汽车蓬勃发展的时代，充电桩作为电动汽车的“加油站”，其重要性不言而喻。然而，由于其复杂的电气环境和暴露于户外的特点，充电桩容易受到浪涌的影响。浪涌可能来自雷电、电网故障、大功率设备的启停等，对充电桩的电子设备和储能系统造成严重损害。因此，设计一套有效的浪涌保护方案是保障储能充电桩安全可靠运行的关键。

一 、浪涌来源及危害

充电桩浪涌来源主要有：

1. 雷电：直接雷击或附近雷击产生的强大电磁场会在充电桩的线路上感应出高电压和大电流浪涌。

2. 电网故障：如短路、开关操作、电网电压波动等，可能导致瞬时过电压。

3. 设备启停：大功率设备（如电动机、变压器等）的启动和停止会引起线路中的电流和电压突变，产生浪涌。

浪涌可能导致以下危害：

1. 损坏充电桩的充电模块、控制单元、通信设备等，影响正常充电功能。

2. 对储能系统中的电池管理系统（BMS）、电池组造成损害，降低电池寿命和性能。

3. 引发火灾、爆炸等严重安全事故。

给予以上原因，若不加以有效防护，将对充电桩及其连接的电动汽车造成严重损害。因此，制定一套科学合理的充电桩浪涌保护方案至关重要。

二、保护方案设计原则

上海雷卯根据上述情况推出以下设计原则：

1. 多层次防护：采用分级保护策略，从电源进线到设备端口，逐步降低浪涌能量和电压。

2. 快速响应：保护器件应具有快速的响应时间，能够在浪涌出现的瞬间动作。

3. 足够的通流容量：能够承受可能出现的最大浪涌电流，确保不被击穿。

4. 低残压：在泄放浪涌电流后，应尽量降低输出端的残余电压，保护后端设备。

三、具体保护措施

首先，在充电桩的电源入口处，应安装高性能的浪涌保护器（SPD）。这类保护器通常由气体放电管GDT、压敏电阻MOV和大功率瞬态电压抑制二极管（TVS）等元件组成GDT够承受较大的浪涌电流，在浪涌来临时迅速导通，将大部分能量泄放至大地；MOV则具有较快的响应速度，能在微秒级时间内限制电压的上升；大功率TVS二极管则以其极快的响应速度（纳秒级）和精准的电压钳位能力，对残余的浪涌进行进一步抑制，确保后端电路的安全。

这三类器件是充电桩防浪涌主要器件，也是上海雷卯的优势器件，GDT 和MOV 之前博客已介绍，此次主要介绍大功率蓝宝宝 BPSS。

四、大功率 TVS 蓝宝宝

通常指的是蓝宝宝浪涌抑制器，这是一款超大功率的 TVS 二极管（瞬态电压抑制二极管）。它具有超强的浪涌吸收能力和抑制电压能力，在实际应用中通常并接在电路中，既能解决雷击大浪涌问题，又能对静电起到超强的防护效果。

其主要优势包括：

- 浪涌吸收能力强：最大 Ipp 可达到20KA。

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

- 响应速度快（微秒级），可保护设备免受损害。

- 漏电流 Ir 小，减少发热。

- 具有低斜率电阻。

- 高效能耗，有助于降低能源成本。

- 有多种封装尺寸供选择。

- 支持极低电压。

- 稳定可靠、寿命更长、体积更小。

五、充电桩选用TVS蓝宝宝型号

如果你想了解更多关于蓝宝宝浪涌抑制器的具体型号、参数、应用案例等信息，或者需要进行采购和使用，请联系上海雷卯EMC小哥。

审核编辑 黄宇