作者：Dawson Hua 公司：駿龍科技
隨著新能源車的不斷普及，普通大眾對(duì)新能源汽車接受度的提高，更低成本，更清潔的能源正在改變我們的生活。而電動(dòng)車的電池安全性和續(xù)航里程成為不少消費(fèi)者和廠家關(guān)注的問題。如果電池電量監(jiān)測不準(zhǔn)，電池管理系統(tǒng)失常，無法及時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)或者缺少必要的硬件保護(hù)，都有可能造成電池包的過充過放，致使電池?fù)p壞或者過溫造成嚴(yán)重的安全事故等。
ADI的電池解決方案能夠提供全溫度范圍內(nèi)的高精度、高可靠性，并且支持ASIL-D的安全等級(jí)，在多變的電池包結(jié)構(gòu)中提供完整的電池通道選擇，可以做到模組化的任意組合和連接。通過菊花鏈的連接方式使整個(gè)系統(tǒng)的線束連接更簡潔，更優(yōu)化。
一、新能源汽車分類
由于不同的架構(gòu)和各個(gè)廠家不同的理解，新能源汽車在名稱上會(huì)有些許出入，大體可分為:
- • 純電動(dòng)汽車
- • 混合動(dòng)力汽車
- • 弱混合動(dòng)力汽車
- • 插電式混合動(dòng)力汽車
- • 增程式混合動(dòng)力汽車
本文論述的主要是以電池為原動(dòng)力的新能源汽車。
二、新能源汽車電池包介紹
電池包是新能源汽車的動(dòng)力來源，為整車提供驅(qū)動(dòng)能源，它主要是由金屬材質(zhì)的電池包架構(gòu)和多節(jié)串并聯(lián)的電芯組成。內(nèi)部通過必要的熱管理和電氣線束連接實(shí)現(xiàn)完整的一體化結(jié)構(gòu)，再通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和外部通訊。
三、BMS的組成和作用
現(xiàn)在的新能源汽車中共用的模塊有很多，在開發(fā)的過程中可以采用平臺(tái)化、模塊化的方式進(jìn)行快速的搭建共享，提升開發(fā)的速度。電池管理系統(tǒng)也正在采用這種模塊化組合的方式。BMS屬于汽車中的二級(jí)模塊控制系統(tǒng)，由于不同的車型，不同的電池包架構(gòu)會(huì)采用不同電池節(jié)數(shù)的模塊進(jìn)行組合，因此對(duì)BMS電子控制系統(tǒng)的通用性有一定的要求。
BMS是電池包最關(guān)鍵的零部件，核心部分由硬件電路、底層軟件和應(yīng)用層軟件組成。硬件主要由主板(BCU)、從板(BMU)和高壓板（HV-Board）三部分組成，從板主要用于監(jiān)測每個(gè)單體的電壓狀態(tài)、溫度變化等。主控板主要用于控制從板，并和外部的整車控制器通訊。高壓板主要是采集電池包動(dòng)力總線電流/總電壓、繼電器控制、電池包預(yù)充、充電控制等。
BCU 主要完成總電壓采集、絕緣檢測、繼電器驅(qū)動(dòng)及狀態(tài)監(jiān)測等功能。同時(shí)，通過CAN接口將結(jié)果傳輸?shù)絍CU。
主流的BMS測量參數(shù)和精度如下表所示：
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架構(gòu)
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均衡方式
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工作溫度范圍
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電壓精度
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電流精度
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SOC測量精度
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溫度測量范圍
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電流測量范圍
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主從結(jié)構(gòu)
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被動(dòng)均衡
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-40-85℃
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0.1%FS
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0.1%FS
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5%
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-40-125℃
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0-±800A
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四、ADI主流BMS產(chǎn)品和性能參數(shù)對(duì)比
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Part Number
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ADBMS6817M
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ADBMS6815
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ADBMS6833M
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ADBMS6832M
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Cell#
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8
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12
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16
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18
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ISO-SPI
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2Mbps
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2Mbps
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2Mbps
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2Mbps
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ADC
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16Bit with programmable noise filter
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16Bit with programmable noise filter
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16Bit with programmable noise filter
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16Bit with programmable noise filter
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Full Temp（–40°C to +125°C） and Voltage Accuracy
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±1.2mV(-40-85°C)
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±1.5mV
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±1.8mV
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±1.8mV
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Vin Range max(v)
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50
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75
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80
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85
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sampling time all cells
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304 μs
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304 μs
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304 μs
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304 μs
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Balancing
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Passive（300 mA）
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Passive
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Passive
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Passive
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Communication
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SPI/Daisy Chain
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SPI/Daisy Chain
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SPI/Daisy Chain
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SPI/Daisy Chain
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Communication Isolation
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Trans and Cap
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Trans and Cap
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Trans and Cap
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Trans and Cap
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AEC-Q100
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Yes
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Yes
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Yes
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Yes
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下文將會(huì)以ADBMS6815（LTC6804的升級(jí)版）及ADBMS6832M 為例，介紹ADI最新車規(guī)級(jí)BMS產(chǎn)品優(yōu)勢。
ADBMS6815 （LTC6811的升級(jí)版）
1）基于ADI最新第五代技術(shù)；
2）支持12通道，同時(shí)向下layout兼容（8路、6路）；
3) 可以為后續(xù)不同平臺(tái)間的切換提供最具性價(jià)比的選擇；
4）支持最大300mA內(nèi)置均流，節(jié)省外置Mos的成本；
5）支持ASIL-D，輕松幫助客戶實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)ASIL-C；
6）與LTC2950及其他LTC681x系列無縫兼容，方便和簡化軟件的工作量；
7）高性價(jià)比， 提供及時(shí)的技術(shù)支持服務(wù)；
8）在國內(nèi)外的幾家汽車大廠中得到廣泛認(rèn)可，例如，比亞迪，上汽，吉利汽車等
ADBMS6832M
1）支持18通道，是目前主流車規(guī)級(jí)單芯片的18路解決方案；
2）高采樣精度（±1.8mV）;
3）提供bus bars接入，帶10個(gè)GPIO口；
4）高可靠性，可耐受無外部保護(hù)的熱插拔；
5）外圍電路成本較低（無需高壓濾波電容）
六、典型解決方案系統(tǒng)框圖
七、總結(jié)
目前，市面上的電池管理方案各式各樣，尤其是在新能源汽車對(duì)安全可靠性日益嚴(yán)格的環(huán)境下，ADI多年技術(shù)累積的電池管理解決方案顯得尤為重要。在對(duì)單體電池的采樣精度，豐富的采樣通道和組合，ADI獨(dú)有的ISO-SPI菊花鏈連接方式以及可靠性設(shè)計(jì)方面，都受到終端客戶的青睞，在業(yè)界享有良好的口碑。通過以上的闡述，相信您對(duì)新能源汽車電池管理方面的應(yīng)用有了一定的了解。假如您對(duì)這方面感興趣，請(qǐng)與駿龍科技當(dāng)?shù)氐霓k事處聯(lián)系，或發(fā)送郵件至inquiry.cytech@macnica.com，駿龍科技公司愿意為您提供更詳細(xì)的技術(shù)解答。 |
