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新能源汽車BMS芯片淺析

qq876811522 ? 來(lái)源:皇家米蘭電子 ? 2023-09-25 16:35 ? 次閱讀

在電動(dòng)汽車當(dāng)中,電池是電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源,其容量及能量密度影響著汽車的續(xù)航,其品質(zhì)影響著汽車的安全性能。而電池的性能和壽命則是衡量電動(dòng)汽車性能的重要指標(biāo)。如何掌握這些指標(biāo)并保證每顆電池的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)?如何避免應(yīng)用中的電池過(guò)度充、放電,改善電池組中各單體電池的不對(duì)稱性,提高電池組的效率,延長(zhǎng)其使用壽命都是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

電池管理系統(tǒng)



電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)作為連接電動(dòng)汽車電池組、整車系統(tǒng)和電機(jī)的重要橋梁,通過(guò)與動(dòng)力電池緊密結(jié)合的傳感器,監(jiān)控車用蓄電池的電壓、電流、負(fù)載、溫度等狀態(tài),并能為其提供安全、通信、電芯均衡和管理控制,提供同應(yīng)用設(shè)備通信接口的系統(tǒng),如圖1所示。BMS具備監(jiān)控蓄電池系統(tǒng)總電壓、電流數(shù)據(jù),獲取單體電池、電芯組、電池模塊電壓,掌握電池包內(nèi)溫及其形態(tài)等數(shù)據(jù)。它主要由3個(gè)部分構(gòu)成,包括硬件架構(gòu)、底層軟件以及應(yīng)用軟件。BMS處理的信號(hào)足夠豐富,包括:電芯、碰撞、CAN、充電、水泵、高壓、絕緣等等。

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1.1、硬件架構(gòu)

BMS硬件包含CPU電源和采樣IC、隔離變壓器、CAN模塊、EEPROM和RCT等,其核心是CPU。BMS硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示,集中式、分布式是BMS硬件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。集中式把電子部件歸納在板塊內(nèi),采樣芯片由菊花鏈接主芯片通信,鏈路簡(jiǎn)單,成本低廉,缺點(diǎn)是穩(wěn)定性不足。分布式由主板、從板組成,系統(tǒng)配置靈活,通道利用率高,適用于各類電池組,缺點(diǎn)是電池模組數(shù)量不足時(shí)造成通道浪費(fèi)。

BMS的主控制器具備處理上報(bào)來(lái)的信息、綜合判斷電池運(yùn)行情況、實(shí)現(xiàn)控制策略并處理故障信息功能。高壓控制器具備收集上報(bào)總電壓、電流,并為主板提供載荷情況(SOC)、健康狀況(SOH)所需數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)預(yù)充電、絕緣兩項(xiàng)檢測(cè)功能。從控制器具備單體電池信息采集上報(bào),擁有動(dòng)平衡功能,可以保持電芯的動(dòng)力輸出一致性。采樣控制線束具備同時(shí)在每一根電壓采樣線上添加冗余保險(xiǎn)功能,可避免電池外部短路故障(圖2)。

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1.2、底層軟件

根據(jù)汽車開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(AUTOmotiveOpenSystemAr-chitecture,簡(jiǎn)稱AUTOSAR),架構(gòu)為了減少對(duì)硬件設(shè)備的依賴性,將BMS劃分為諸多通用功能區(qū)塊。能夠?qū)Σ煌挠布?shí)現(xiàn)配置,并對(duì)應(yīng)用層軟件影響較小。其需要通過(guò)RET接口與應(yīng)用層軟件鏈接,介于故障診斷事件管理(DEM)、故障診斷通信管理(DCM)、功能信息管理(FIM)以及CAN通信預(yù)留接口等靈活性要求,應(yīng)當(dāng)從應(yīng)用層進(jìn)行配置。
1.3、應(yīng)用層軟件

應(yīng)用層涵蓋了高低壓管理、充電管理、狀態(tài)估算、均衡控制以及故障管理等,如圖3所示。

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1)高低壓管理主要是需要上電時(shí),VCU通過(guò)硬線(CAN信號(hào))的12V激發(fā)BMS,待后者完成自檢后閉合繼電器上高壓;需要下電時(shí),VCU下達(dá)指令斷開(kāi)12V信號(hào),或者在充電時(shí)由CP(A+)信號(hào)激發(fā)。
2)充電管理中慢充流程較為簡(jiǎn)單,而快充需要在45min內(nèi)完成沖入電量80%,要通過(guò)充電輔助電源A+信號(hào)激發(fā),目前國(guó)標(biāo)中對(duì)快充尚未完成統(tǒng)一,即存在2011和2015兩個(gè)快充版本。
3)SOC是狀態(tài)估算功能的核心控制算法,表示電池剩余容量,通過(guò)特定的安時(shí)積分法計(jì)算得出;SOH是判別電池的壽命狀態(tài)及電池充滿狀態(tài)下的容量,一般低于80%的電池不得繼續(xù)使用;SOP需要根據(jù)溫度及SOC換算得出,能夠在電池臨界之前及時(shí)發(fā)出信號(hào)讓電力系統(tǒng)限定部分功能;SOE算法是用來(lái)估算剩余續(xù)航里程的,當(dāng)前開(kāi)發(fā)得較為簡(jiǎn)單,因此電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程常常不準(zhǔn)確,俗稱“空電”現(xiàn)象。

4)均衡控制的作用是均衡單體電池放電不一致,由于電路當(dāng)中必將由于性能最差的單體電池的截止而截止,造成其余性能完備電池蓄存量的浪費(fèi)。均衡控制分為主動(dòng)和被動(dòng),其中主動(dòng)控制將單體間能量進(jìn)行轉(zhuǎn)移,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本較高,而被動(dòng)控制除會(huì)浪費(fèi)部分能量外,優(yōu)勢(shì)更為明顯,目前備受廠家青睞。
5)故障診斷主要是根據(jù)數(shù)據(jù)采集、一般性故障、電氣設(shè)備故障、通信故障和電池故障等情況,劃分不同故障等級(jí),并采取對(duì)應(yīng)措施。
電池管理系統(tǒng)中傳感器應(yīng)用
BMS中主要應(yīng)用的傳感器有電流傳感器、溫濕度傳感器、電壓傳感器和位置傳感器。
2.1、電流傳感器
2.1.1、霍爾電流傳感器
霍爾效應(yīng)(HallEffect)傳感器變化的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)為變化的電壓,其屬于間接測(cè)量。可分為開(kāi)環(huán)式、閉環(huán)式兩類,后者精度較高。霍爾電流傳感器簡(jiǎn)化了電路,僅要連通直流電源正負(fù)極,將被測(cè)電流母線穿過(guò)傳感器便完成主電路和控制電路的隔離檢測(cè),如圖4所示。傳感器輸出信號(hào)為副邊電流,和原邊電流(輸入信號(hào))成正比,數(shù)值較小,需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。霍爾電流傳感器集互感器、分流器優(yōu)點(diǎn)于一身且結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單,但易受干擾,已不適用于越來(lái)越精密復(fù)雜的電動(dòng)車電源環(huán)境。

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2.1.2、磁通門電流傳感器
磁通門原理(FluxGate)即為易飽和磁芯在激勵(lì)電流影響下,激勵(lì)電流大小改變電感強(qiáng)度,進(jìn)而改變磁通量大小,磁通量則如同門那樣打開(kāi)或者閉合。
普通霍爾電流傳感器精度在0.5%~2%之間,而磁通門電流傳感器利用磁通門原理制作而成,精度能夠達(dá)到0.1%甚至更高,因此也稱之為高精度電流傳感器。結(jié)構(gòu)上有也有開(kāi)口型和不開(kāi)口型兩類,即有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩類。此處著重介紹閉環(huán)磁通門電流傳感器,即放大磁通門激勵(lì)電流二次諧波信號(hào),驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈,使聚磁磁芯的磁通和原邊電流的磁通相抵消,保持“零磁通”狀態(tài);對(duì)于HPIT系列磁通并不為零,是一種無(wú)二次諧波的對(duì)稱形狀,如圖5所示。

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磁通門電流傳感器從結(jié)構(gòu)上分為4類,見(jiàn)表1,分別是單磁環(huán)、雙磁環(huán)、雙磁環(huán)(屏蔽)、多磁環(huán)(嵌套)。由于集具磁通門原理高靈敏性、閉環(huán)磁平衡與匝比輸出嚴(yán)格對(duì)應(yīng)性、整體磁芯封閉性、探頭補(bǔ)償消除振蕩諧波影響輸出干凈性等優(yōu)點(diǎn),因此閉環(huán)磁通門電流傳感器被廣泛應(yīng)用于各型電動(dòng)車產(chǎn)品當(dāng)中,如特斯拉Model3、比亞迪漢、理想ONE、小鵬P7等暢銷車型。

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2.1.3、穿隧磁阻效應(yīng)電流傳感器

穿隧磁阻效應(yīng)(TMR)電流傳感器是全新一代磁敏元件,較霍爾器件、各向異性磁電阻(AMR)、巨磁電阻(GMR)相比(圖6),其擁有能耗低、溫漂低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),能夠明顯改善電流檢測(cè)的靈敏度與溫度特性,故而在新一代電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)中,被用于全面取代霍爾傳感器。TMR電流傳感器在檢測(cè)電流時(shí)不再需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償,將-40℃~85℃環(huán)境下的溫度漂移總量由1%~2%降低到0.1%~0.2%。
例如對(duì)于車載充電器的電流檢測(cè)與控制上,其能夠?qū)︺~排或?qū)Ь€電流的精準(zhǔn)檢測(cè)而使用芯片體積更小,精度、線性度、響應(yīng)速度和溫漂特性則更為優(yōu)化,為電動(dòng)車帶來(lái)極佳的安全性與經(jīng)濟(jì)性。
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2.2、溫濕度傳感器
2.2.1、NTC溫度傳感器
溫度對(duì)于BMS性能發(fā)揮意義重大,為了進(jìn)一步提升電池利用率,防止電池過(guò)度放(充)電,掌控電池工況,增加電池使用壽命,內(nèi)置NTC溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)溫度。NTC溫度傳感器主要由Mn等高純度金屬元素的氧化化合物經(jīng)過(guò)陶瓷技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)結(jié)合制成,工作原理為這些材料載流子數(shù)目少,電阻較高,當(dāng)溫度升高時(shí),載流子數(shù)目相應(yīng)增加,電阻對(duì)應(yīng)降低(圖7)。
其擁有電阻率高、熱容小、響應(yīng)快,阻值與溫度線性關(guān)系優(yōu)良,能彎曲、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。常用的有3類:地環(huán)外殼NTC溫度傳感器,俗稱“地環(huán)型”;環(huán)氧樹(shù)脂封裝NTC溫度傳感器,俗稱“水滴頭”、“小黑頭”;薄膜NTC溫度傳感器。
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2.2.2、HTW濕度傳感器
濕度傳感器就是一種把環(huán)境濕度量轉(zhuǎn)變成能夠被電信號(hào)標(biāo)記的設(shè)備或者裝置,常見(jiàn)的濕度傳感器測(cè)量的量為相對(duì)濕度。現(xiàn)在電動(dòng)汽車BMS常用的濕度傳感器有電阻式濕敏元件和電容式濕敏元件。其原理是在基片上涂敷一層用感濕材料膜,環(huán)境中水蒸氣吸附在膜上時(shí),元件電阻率、電阻值會(huì)變化,就能測(cè)出濕度。
HTW-211是引進(jìn)國(guó)外的高精度濕度測(cè)量傳感器模塊,是基于HumiChip的精確且可靠的濕度測(cè)量傳感器。濕度因素在電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)中尤為難以捕捉,但對(duì)于電池的性能、壽命影響巨大。對(duì)傳感器的濕度輸出予以溫度補(bǔ)償,得到線性電壓,輸入到帶有ADC的電動(dòng)汽車的BMS當(dāng)中。
2.3、電壓傳感器
電動(dòng)汽車供電系統(tǒng)的電池組由幾百個(gè)串聯(lián)電芯聯(lián)通,故而測(cè)量電壓的通道需求較大。串聯(lián)電池組為累計(jì)電壓,但單個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)并不相同,不能簡(jiǎn)單采用單向補(bǔ)償法消去誤差。電池電壓采集需要高精度,達(dá)到1mV,而目前采集精度僅有5mV。
電壓傳感器能夠讓被測(cè)電池電壓轉(zhuǎn)換成可輸出信號(hào)的傳感器,電動(dòng)汽車用的電致發(fā)光效應(yīng)電壓傳感器是測(cè)量發(fā)光材料在被測(cè)電壓發(fā)光強(qiáng)度情況來(lái)獲得被測(cè)電壓有效數(shù)值。同傳統(tǒng)的光學(xué)電壓傳感器相比,基于電致發(fā)光效應(yīng)的電壓傳感器將不再用載波光源,一方面消除載波光源測(cè)量的不穩(wěn)定性,另一方面也對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化、降低生產(chǎn)成本。
2.4、位置傳感器
BMS中的位置傳感器是一項(xiàng)《電池溫控管理系統(tǒng)及電動(dòng)汽車》實(shí)用新型專利當(dāng)中提到的,目前在電動(dòng)汽車中尚未廣泛應(yīng)用。
位置傳感器主要是用于檢測(cè)BMS系統(tǒng)中水冷裝置中冷卻液面的位置情況。位置傳感器被安裝在冷卻水浮漂上,用于對(duì)冷卻液相對(duì)于膨脹水壺液面位置進(jìn)行檢測(cè),得到膨脹水壺的出液口同所述液體的接觸情況。通常至少需要3個(gè)浮漂,并在每個(gè)浮漂上安裝位置傳感器,以便于車輛在經(jīng)過(guò)陡坡等路段或冷卻系統(tǒng)中存有大量氣泡時(shí),BMS及時(shí)調(diào)節(jié)控制主水泵與副水泵進(jìn)行切換運(yùn)行。
隨著國(guó)內(nèi)外電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí),越來(lái)越多的傳感器技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到電動(dòng)汽車、BMS當(dāng)中,企業(yè)應(yīng)當(dāng)把握良機(jī)為市場(chǎng)生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)、更廉價(jià)的電動(dòng)汽車產(chǎn)品和BMS。當(dāng)然在新的傳感器技術(shù)支持下,BMS也會(huì)由現(xiàn)在的“硬件+算法”體系升級(jí)到“數(shù)據(jù)+主動(dòng)式管理”體系。全球汽車傳感器原廠有博世、埃戈羅、英飛凌、霍尼韋爾、恩智浦、邁來(lái)芯、TDK瑞薩、艾邁斯歐司朗、意法半導(dǎo)體、亞德諾、安森美村田、意瑞、納芯微、杰盛微、中科阿爾法、賽卓、芯森、芯進(jìn)、旭化成微電子、微傳科技、CROCUS TECHNOLOGY、新納傳感、多維科技、矽睿科技、萊姆、保隆、航智、聯(lián)合電子、盛思銳、科敏、睿感、興工微、三瑩、韋感、柯力、琪埔維、杰開(kāi)、NTK、森薩塔、電裝、巨磁智能等。
電池管理系統(tǒng)中的核心芯片
常見(jiàn)的BMS核心芯片主要涉及計(jì)算單元(如MCU)、AFE模擬前端芯片)、數(shù)字隔離器ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)、CAN總線收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)變壓器、電流傳感器、保險(xiǎn)絲/電纜及其他部件等。

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圖8、BMS芯片及元器件組成

3.1、計(jì)算單元(MCU、FPGA等):實(shí)現(xiàn)控制、計(jì)算等功能

MCU作為計(jì)算平臺(tái),需要滿足AEC-Q100、ISO26262等認(rèn)證。以ADI 48V油電混合BMS系統(tǒng)為例,MCU起到繼電器控制、SOC/SOH估計(jì)、均衡控制、電芯電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等作用。相較于消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)MCU,車規(guī)級(jí)MCU行業(yè)壁壘更高。車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體對(duì)產(chǎn)品的可靠性、一致性、安全性、穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性要求較高,研發(fā)難度較大:汽車行駛的外部溫差較大,對(duì)芯片的寬溫控制性能有較高要求;在產(chǎn)品壽命方面,整車設(shè)計(jì)壽命通常在15年及以上,遠(yuǎn)高于消費(fèi)電子產(chǎn)品的壽命需求;在失效率方面,整車廠對(duì)車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的要求通常是零失效;在安全性方面,汽車電子的高功能安全標(biāo)準(zhǔn)給復(fù)雜性日益增長(zhǎng)的電子系統(tǒng)量產(chǎn)化提供了足夠的安全保障。車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的供應(yīng)周期需要覆蓋整車的全生命周期,供應(yīng)需要可靠、一致且穩(wěn)定,對(duì)企業(yè)供應(yīng)鏈配備和管理方面提出了較高要求。

車規(guī)MCU原廠有德州儀器、意法半導(dǎo)體、恩智浦、英飛凌、瑞薩、中穎、兆易創(chuàng)新、芯海、國(guó)民技術(shù)、賽騰微、杰發(fā)、芯旺、小華半導(dǎo)體、云途、琪埔維、比亞迪半導(dǎo)體、芯馳、航順、先楫、旗芯微、上海航芯、輿芯、芯擎、中科海芯、中微半導(dǎo)體、輝芒微、極海、曦華等。

3.2、AFE芯片(模擬前端芯片):實(shí)現(xiàn)電池信息采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能

AFE(模擬前端,Analog Front End)是包含傳感器接口、模擬信號(hào)調(diào)理 (Conditioning,包括阻抗變換、程控增益放大、濾波和極性轉(zhuǎn)換等)電路、模擬多路開(kāi)關(guān)、采樣保持器、ADC、數(shù)據(jù)緩存以及控制邏輯等部件的集成組件。有些AFE還帶有MCU、DAC和多種驅(qū)動(dòng)電路

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圖9、亞德諾典型12節(jié)BMIC-AFE芯片電路圖

AFE原廠有亞德諾、德州儀器、意法半導(dǎo)體、松下、恩智浦、瑞薩、微芯、MPS、比亞迪半導(dǎo)體、琪埔維、大唐恩智浦、矽力杰、芯海、圣邦、賽微微電、中穎、鵬申科技、杰華特、集澈、精工、凹凸、力芯微、希荻微、華泰半導(dǎo)體、芯祥科技等。

3.3、隔離電路:實(shí)現(xiàn)高低壓模塊間電氣隔離

隔離器件實(shí)現(xiàn)高低壓模塊間的電氣隔離,技術(shù)路線包括光耦隔離和數(shù)字隔離。隔離器件是可以將輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出,以實(shí)現(xiàn)輸入、輸出兩端電氣隔離的一種安規(guī)器件。電氣隔離能夠保證強(qiáng)電電路和弱電電路之間信號(hào)傳輸?shù)陌踩裕绻麤](méi)有進(jìn)行電氣隔離,一旦發(fā)生故障,強(qiáng)電電路的電流將直接流到弱電電路,對(duì)電路及設(shè)備造成損害。另外,電氣隔離去除了兩個(gè)電路之間的接地環(huán)路,可以阻斷共模、浪涌等干擾信號(hào)的傳播,讓電子系統(tǒng)具有更高的安全性和可靠性。高電壓(強(qiáng)電)和低電壓(弱電)之間信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)備大都需要進(jìn)行電氣隔離并通過(guò)安規(guī)認(rèn)證。

車規(guī)隔離器原廠有亞德諾、德州儀器、芯科、英飛凌、意法半導(dǎo)體、思佳訊 、埃戈羅、安森美、NVE、Vicor東芝、納芯微、智芯微、數(shù)明、格勵(lì)微科技、榮湃、川土微、思瑞浦、華大半導(dǎo)體、精控、矽朋、瞻芯等。

3.4、ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器):將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量

在汽車上,溫度傳感器和壓力傳感器通常都采用模擬信號(hào)形式,會(huì)使用ADC將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成ECU可識(shí)別的二進(jìn)制格式的數(shù)字信號(hào)。即:首先,這些傳感器將溫度和壓力轉(zhuǎn)換為一定范圍內(nèi)的電壓信號(hào);然后通過(guò)線束和接插件將電壓信號(hào)傳給ECU,最后ECU的ADC模塊將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

車規(guī)ADC原廠有德州儀器、亞德諾、微芯、恩智浦、類比、圣邦、芯熾、思瑞浦、徴格、山海半導(dǎo)體、芯海、迅芯微、云芯、華泰半導(dǎo)體、芯動(dòng)神州、貝嶺、靈矽微、航天民芯等。


3.5、CAN總線收發(fā)器:實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)

CAN收發(fā)器是連接控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,CAN)控制系統(tǒng)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)的橋梁,是CAN控制器進(jìn)行總線數(shù)據(jù)訪問(wèn)的物理接口,負(fù)責(zé)CAN控制器端數(shù)字信號(hào)和CAN總線上差分電平信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換,一般CAN收發(fā)器中也集成了數(shù)字隔離芯片,來(lái)實(shí)現(xiàn)高低壓電氣隔離。

CAN收發(fā)器芯片原廠有恩智浦、德州儀器、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體、安森美、君正、芯力特、納芯微、思瑞浦、川土微等。

3.6、電池均衡模塊:提升電池續(xù)航時(shí)間和循環(huán)壽命

電池不均衡會(huì)影響電池續(xù)航時(shí)間和電池循環(huán)壽命。電池不均衡表現(xiàn)為多節(jié)電池串聯(lián)時(shí)各節(jié)電池電壓不相等,尤其在充電末端和放電末端時(shí)表現(xiàn)明顯。當(dāng)滿充容量不同的電池配組串聯(lián)在一起時(shí),串聯(lián)充電電流相同,但滿充容量小的那個(gè)電池會(huì)先充到更高電壓,從而表現(xiàn)為各節(jié)電池電壓不相等。即使?jié)M充容量相同,但SOC不同的電池配組串聯(lián)在一起時(shí),SOC高的那節(jié)電池的電壓偏高,從而表現(xiàn)為各節(jié)電池電壓不相等。即使?jié)M充容量相同、SOC相同,但各節(jié)電池的內(nèi)阻R不同,則在充放電時(shí)IR壓差不同,也會(huì)導(dǎo)致電池端電壓不同。此外,一些外部因素(比如電池組局部受溫或個(gè)體電池之間熱不均衡)也會(huì)導(dǎo)致個(gè)體電池老化速率不同從而內(nèi)阻不均衡。最終都可能表現(xiàn)為各節(jié)電池電壓不相等。

均衡電路主要包括主動(dòng)均衡、被動(dòng)均衡。主動(dòng)均衡是把電量最多的那節(jié)電芯多出來(lái)的電量轉(zhuǎn)移給電量最少的那節(jié)電芯,或者轉(zhuǎn)移給整串電池,實(shí)現(xiàn)能量回收。被動(dòng)均衡是把電量最多的那節(jié)電芯多出來(lái)的電量通過(guò)電阻發(fā)熱消耗掉。


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圖10、亞德諾主動(dòng)均衡電路框圖(圖源:ADI)

網(wǎng)上我們找到一款電動(dòng)汽車BMS的BOM如下:


品牌 型號(hào) 描述
恩智浦(NXP) MC9S12XEP100MAG 1顆16位主控MCU
芯成(ISSI) IS25LP064 1款64Mbit SPINOR Flash
微芯/愛(ài)特梅爾(MICROCHIP/ATMEL) ATMLP73464 1款EERPOM
亞德諾/美信(ADI/MAXIM) MAX17823B 1款12位SAR ADC,可以在161μs內(nèi)測(cè)量12個(gè)電池電壓和2種溫度,BMS AFE
亞德諾/美信(ADI/MAXIM) MAX17841B 1款汽車SPI通信接口(ASCI),AFE橋接芯片
TDK 650J7N3 1款隔離變壓器
亞德諾(ADI) ADUM5401W 1款數(shù)字隔離芯片
亞德諾(ADI) ADUM5000W 1款隔離DCDC電源芯片
英飛凌(INFINEON) TLE8366EV50 1款電源DCDC芯片
英飛凌(INFINEON) BTS724G 1款驅(qū)動(dòng)芯片
德州儀器(TI) INA2126 1款高精度運(yùn)算放大器
邁來(lái)芯(MELEXIS) MLX91208 1款250kHz可編程高速電流傳感器
艾邁斯(AMS) AS8510 1款電池傳感用數(shù)據(jù)采集芯片
松下(PANASONIC) V258HC8 1款光耦
恩智浦(NXP) TJA1051 1顆CAN收發(fā)器芯片
恩智浦(NXP) TJA1145 1顆CAN收發(fā)器芯片
威帆(WAVE) SD2405API 1款實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC
- - 阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等



表1、某電動(dòng)汽車BMS部分元器件

汽車BMS里的芯片,除了MCU、AFE、ADC、阻容感等,所有元器件都需通過(guò)車規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺(tái),過(guò)去數(shù)年已積累了車規(guī)芯片的優(yōu)勢(shì)貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長(zhǎng)尾客戶群,讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片,在Design In、Design Win和流通中更高效,幫助工程師的方案選型、試樣及采購(gòu),為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

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原文標(biāo)題:新能源汽車BMS芯片淺析

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