你应该了解的BMS涉及到的X和Y电容
之前在总结绝缘检测或者耐压测试时，涉及到了整车上Y电容的知识点，本文把这些内容汇总并整理、补充，系统条理化地呈现下来。
一提到Y电容，大家就会联想到X电容，进而想到安规电容；一般X电容是指跨接在电力线两条线（L-N）之间的电容，而Y电容是跨接在电力线两条线与地之间（L-E,N-E）的电容。（下图来源于网络）
而电池包上是高压直流B级电压电路，如下图所示，根据定义对应的Y电容就是C2\C3，即高压的正极或负极相对于车身地之间的电容；而X电容就是指C1，即高压直流母线正负极之间的电容。
先说X电容，参见下图，高压直流母线上的X电容包括了电池包内部C1与电池包外部C2。
电池包内部的X电容C1其实很小，来源主要是电池包内部寄生电容，例如电芯之间；很少人关注C1电容量的大小，我也没有实际测过，估计几nF~几uF量级。除此之外，还有BMS上高压采样端口处、正负采样线之间并联的滤波电容，容值不会很大，大概几nF量级。（图片来源于网络）
而电池包外部的X电容C2就比较大了，主要来自于外部高压设备，例如MCU、DCDC等的输入电容（图片来源于网络），电容容值大概为几百uF到上千uF左右，取决于整车的需求。
至于Y电容的话，同样地，也包括了电池包内部（C3和C4）与外部（C5和C6）两部分，如下图。
电池包内部的C3和C4来源于两部分，一部分来自于BMS单板上面滤波电容，一部分来自于电芯的等效寄生电容。BMS上面滤波用的Y电容容值在几nF左右，一般加在高低压之间、用于改善EMC而使用。（图片来源于网络）
而电芯成组后与车身地之间形成的等效寄生电容是很容易被大家忽略的部分；以方形电芯为例，它为金属外壳，成扁平状，并且电芯的外壳连接到了电芯的正极或负极，这样的话电芯外壳与PACK下托盘之间就等效为一个平行板电容器了。
这个平行板电容器的等效原理图如下：每个电芯的正负极处都会存在这样的一个等效电容。我测试过不同项目的模组，这种电容在整个PACK上面加起来大概在几十nF到几百nF之间，不能忽视。
电池包外部的C5和C6主要来自于其他高压设备的滤波电容之和（下图来源网络）；这个也是整车直流高压母线上主要的Y电容来源，大的话加起来可能会到几个uF。
X电容容值对BMS的影响主要是预充功能，即影响预充时间与预充电阻的选型，预充功能前面有文章专门介绍过，可以翻一下，不展开。
Y电容影响绝缘检测的机理在于，例如电桥法中，它延迟了稳态建立的时间，若使用未收敛的电压值去计算，得出的绝缘阻值结果也是不准确的，这个原理大家基本都了解。
这个的影响可能不多见，如下图：两个模组未连接之间的铜排时，每个模组电极对地的电位是不确定的，与每个模组的绝缘电阻有关；当连接二者之间的铜排时，相互之间会存在一个充放电的过程，即两个模组的Y电容进行电荷的转移，最终达到平衡态；此时会产生一个浪涌电压并且施加在AFE上，这种场景下可能会损坏AFE，而且Y电容越大这个浪涌能量就越大，大家可以搭建环境测试一下。
在标准《GB 18384-2020 电动汽车安全要求》是有要求的，如下图，标准中规定了Y电容最大存储的能量0.2J。
通过下图中的计算方法，可以得到具体的Y电容容值；所以说大家对这个Y电容的容值要敏感些，心中有数。
这篇写了蛮久，希望大家有所收获吧；以上所有，仅供参考。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-08-26
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