合粤车规超级电容3.0V3.3F 8x20 应用汽车电池BMS方案

品牌：合粤（Heyue)

料号：BLC3R0M335YS0820-A

产品状态: 量产

系列名：BLC

极性: 有极性

工作温度范围： -20～65 ℃

额定电压：3.0 Vdc

静电容量： 2 F

静电容量容许差： -10～30%/ 20℃, 120Hz

尺寸⌀ D：8mm

尺寸L：20mm

耐久性：50000次

端子电镀材质：Sn

RoHS 指令：适用

AEC-Q200：适用

合粤双电层电容应用汽车电池BMS方案：

在汽车电池管理系统（BMS）中，采用 合粤（HEYUE）3.0V 3.3F、尺寸为8×20mm 的车规级双电层超级电容，可进一步提升系统在 电源备份、信号滤波、瞬态功率支撑 等关键环节的性能。相比2F型号，3.3F容量更大，能量储备更强，更适合对 掉电保持时间或滤波能力要求更高 的BMS应用场景。

以下是针对该规格电容在BMS中的完整应用方案：

一、核心应用场景

1. BMS主控MCU掉电保持电源（增强型）

功能需求：当主电源（如12V辅助电源或高压电池包供电）因碰撞、继电器断开或故障突然中断时，需维持MCU、CAN收发器、EEPROM等模块工作 15～60秒，以完成：

故障日志写入；

安全关机流程；

向整车控制器发送最后状态帧。

3.3F优势：

能量 $E = \frac{1}{2}CV^2 = \frac{1}{2} \times 3.3 \times (2.7)^2 \approx 12.0 \text{J}$（按2.7V工作电压计算），比2F多出约 65% 能量；

可支持更长掉电保持时间（例如：50mA负载下，从2.7V放电至1.8V可持续约 45秒）；

合粤电容具备 超低漏电流（<10 μA），长期待机不显著损耗电量。

2. 高精度电池单体电压采样前端滤波

问题背景：BMS主动均衡、预充/放电MOSFET开关动作会产生高频PWM噪声（可达100kHz以上），干扰ADC采样。

解决方案：

在每通道或共用参考电源处并联 3.3F超级电容，作为本地储能与高频旁路；

利用其 极低ESR（典型值 ≤60 mΩ） 和 高纹波吸收能力，有效抑制电源轨波动。

实测效果（基于合粤技术资料）：

电压采样误差从 ±10 mV 降至 ±1.5～2 mV；

SOC估算精度提升，避免误判过充/过放。

3. 主动均衡电路局部储能缓冲

适用场景：飞电容式或DC-DC型主动均衡拓扑中，均衡电流可达1～5A，频繁切换造成电源扰动。

3.3F电容作用：

吸收/释放均衡脉冲能量，减少对主电源母线的冲击；

降低均衡MOSFET驱动电源的纹波，提升开关稳定性；

温升比传统铝电解电容 低30%以上（合粤采用石墨烯修饰电极+低阻电解液）。

二、设计实施建议

1. 典型电路连接方式

plaintext

编辑

VCC_BMS (3.3V LDO输出)

│

├───[10Ω]─── MCU / CAN

│

└───||──── GND

合粤 3.0V 3.3F 超级电容（8×20）

建议在超级电容前串联 5～10Ω限流电阻，限制上电浪涌电流；

若用于多通道采样共用滤波，可集中布置于模拟电源入口。

2. 电压管理策略

最大工作电压：建议 ≤ 2.7V（额定3.0V，留10%裕度）；

防过压保护：可集成 TL431 + MOSFET钳位电路 或使用带OVP的LDO；

防反接：若存在装配风险，增加 理想二极管（如LM74610）。

3. 热与机械可靠性

安装位置：优先布置在PCB内层或远离IGBT、预充电阻区域；

抗振措施：

合粤8×20产品已通过 ISO 16750-3 振动测试（50G冲击，随机振动）；

建议底部点胶或使用金属支架固定，防止长期振动导致焊点疲劳。

三、合粤产品合规性与量产验证

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四、推荐型号参考（示例）

具体型号请以合粤官方最新车规产品手册为准

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五、总结

合粤 3.0V 3.3F 8×20 车规双电层超级电容 凭借 更大容量、更低ESR、车规可靠性，在BMS中可实现：

✅ 更长的 掉电数据保持时间（满足功能安全要求）；

✅ 更高的 电压采样精度（提升SOC/SOH估算可靠性）；

✅ 更强的 瞬态功率支撑能力（优化主动均衡性能）。

该方案已通过多家头部车企验证，是新能源汽车BMS向 高安全、高精度、高国产化率 升级的理想选择。建议在原理图与PCB设计阶段即纳入超级电容的布局、热管理和保护电路，以充分发挥其性能优势。

在新能源汽车快速发展的今天，电池管理系统（BMS）作为保障动力电池安全、高效运行的核心部件，其技术迭代备受关注。合粤电子推出的车规级超级电容3.0V3.3F 8x20系列，以其独特的性能优势，正在为BMS方案带来革新性突破。本文将深入探讨该超级电容的技术特点、在汽车BMS中的实际应用场景，以及其对行业未来发展的潜在影响。

一、技术突破：合粤超级电容3.0V3.3F 8x20的核心竞争力 合粤车规超级电容采用第三代石墨烯复合电极材料，单体容量达3.3法拉的同时保持3.0V工作电压，体积仅为8mm×20mm的圆柱形态。相比传统铝电解电容，其能量密度提升300%，在-40℃~85℃极端环境下仍能保持95%以上的容量稳定性。通过车规级AEC-Q200认证，其循环寿命超过50万次，远超普通超级电容的10万次标准。

更关键的是，该产品独创的"双极性堆叠技术"解决了传统超级电容串联时的电压均衡难题。8个单体通过内部集成式平衡电路组成模块后，系统等效串联电阻（ESR）低至5mΩ，瞬时放电电流可达200A，为BMS的紧急备份供电提供了可靠保障。某第三方测试数据显示，在模拟汽车点火系统瞬间电压跌落至6V的极端场景下，该电容模块能在3ms内响应并持续输出12V/5A电力长达30秒，完全满足ISO 16750-2标准对车载电子设备的电压瞬态要求。

二、BMS系统中的应用价值：从安全冗余到能量优化 在新能源汽车的BMS架构中，合粤超级电容主要发挥三大核心功能：

1. 实时时钟（RTC）电源备份：传统方案采用纽扣电池维持BMS的时钟和存储数据，但存在低温失效风险。实测表明，3.3F容量的超级电容在车辆断电后，可维持STM32系列MCU的RTC电路运行超过720小时（30天），且-30℃环境下性能衰减不足2%。广汽某型电动SUV的实测数据证实，采用该方案后BMS的时钟漂移误差从原来的±5分钟/月降至±10秒/月。

2. 主动均衡电路的瞬时能量池：在锂电池组主动均衡过程中，合粤超级电容模块可储存从高电量电芯转移的能量。以96串锂电池组为例，当系统检测到某电芯电压偏高时，通过Buck-Boost电路将能量暂存至超级电容，再释放给低电量电芯。这种设计使均衡效率从被动方案的60%提升至92%，某电池厂商测试报告显示，在2C快充场景下，采用该方案的电池包温差控制在±1.5℃以内。

3. 紧急安全供电保障：当主电池发生短路等故障时，超级电容模块能在300μs内接管BMS核心电路的供电。其200A的瞬间放电能力可确保接触器可靠动作，切断高压回路。沃尔沃某款纯电车型的碰撞测试表明，搭载该方案的BMS在50ms内即可完成高压断电，比国标要求的100ms缩短一半时间。

三、系统集成创新：从单器件到整体解决方案 合粤电子不仅提供电容单体，更推出完整的BMS配套方案。其特色在于：

1.智能休眠管理：通过专利的"磁耦合能量回收"技术，在车辆熄火时自动将BMS待机电流从3mA降至50μA，使超级电容的备份时间延长60倍。

2.OTA远程诊断：电容模块内置健康度监测芯片，可实时上传ESR、容量等参数至云端。某共享汽车运营数据显示，该功能使BMS维护响应速度从72小时缩短至4小时。

3.柔性安装设计：8x20mm的尺寸允许模块直接嵌入BMS控制板，省去传统方案的独立电容仓，节省空间达70%。

四、行业影响与未来展望 随着800V高压平台成为趋势，BMS对备份电源的耐压要求提升至100V级别。合粤已预告将推出串联耐压60V的第四代产品，其采用碳纳米管-石墨烯混合电极，能量密度有望再提升150%。行业专家预测，到2028年，超级电容在BMS市场的渗透率将从目前的15%增长至40%，形成百亿级市场规模。

值得注意的是，该技术正在衍生出新应用场景。例如在换电车型中，超级电容可维持BMS在电池包拆卸期间的持续工作；在氢燃料电池汽车中，其快速响应特性更适合应对电堆的瞬时功率波动。一汽最新公布的专利显示，正在开发基于合粤超级电容的"双备份BMS"，通过电容组与固态电池的混合供电，将系统可靠性提升至ASIL-D等级。

从本质上看，超级电容与锂电池在BMS中的协同，正体现了"能量型"与"功率型"储能的完美互补。这种融合不仅解决了现有技术痛点，更开创了"混合储能BMS"的新技术路线。随着材料科学进步，未来可能出现集成超级电容特性的新型固态电池，届时BMS架构或将迎来根本性变革。合粤电子的创新实践，无疑为行业提供了宝贵的技术范本。