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高效、安全的BMS是保障新能源汽车正常运行的关键
2020/3/26 0:49:10  来源:  

『2019 新能源汽车三电系统开发与技术大会』于近日在上海世博展览馆举办,大会聚焦最新新能源汽车政策解读和分析、新能源车测试法规解读以及应用进展、典型车厂三电开发和测试要求以及最新应用、新能源三电开发及测试技术最新进展(包含功率、环境、电源测试)等。

作为在国内动力管理领域占有超高市场份额的高性能半导体公司,针对高性能模拟技术在锂电池管理系统中的应用做了主题演讲及现场demo演示。

作为电动车的“心脏”,电池的健康状况不容忽视,这就需要 BMS(电池管理系统)监测电池状态,提供过充/过放等保护,提高电池使用寿命。ADI 已经在汽车电池行业深耕多年, 从第一款电池管理的 IC开始,ADI都坚持用最好的产品性能,提供最优秀的BMS解决方案,目前已经发展到第五代,在产品性能和功能安全方面都做到了业界顶尖。

据 ADI 电池管理系统资深应用工程师王成在电池系统的开发与测试分论坛上的分享,在铅酸电池管理领域,ADI 占有绝对市场份额。现在已经延伸至锂电池领域,同样拥有很高的市场份额。

ADI 电池管理系统资深应用工程师 王成

对于新能源汽车开发来说,BMS 的重要性不言而喻。随着电池技术的发展,续航能力已得到极大提升,因此安全性和可靠性成为最关键的因素。

据王成的介绍,在高共模电压和高达数百安培瞬变的情况下,BMS必须对不同的电池单元进行精确的。系统电压测量的精度必须达到mV级,采样必须在严格的延迟时间范围内保持同步。采样速度和精度都会影响整个系统的效率与续航里程。

可靠性是关键要求之一。电池系统必须提供安全机制,需要检测与上报电池单元、、和通信总线等的故障。数据保护机制也有助于进行错误检测。随着对功能安全的重视,系统需要满足越来越多的功能安全的需求。

系统还要求BMS具备较低功耗以减少对电池电量的消耗,同时避免加剧电池不平衡,所以监控器IC和隔离电路的功耗应尽可能低。被动均衡目前是动力电池防止不一致的主要方法,主动均衡方案也在研究开发之中。

BMS主要分为两部分,第一部分是前端模拟测量(),包括电池电压转换与量测电路、电池平衡驱动电路、开关驱动电路、量测、通讯电路;第二部分是后端数据处理模块,就是依据电压、电流、温度等前端计算,并将必要的信息通过通信回传给系统做出控制。

ADI 的多节电池、高电压电池组监视器系列是完整的电池监视 IC,它们内置了 16 位 、精准的电压基准、一个高电压输入多路复用开关MUX和一个S/isoPSI接口。可以把这些器件以菊花链的方式串联起来 (无需使用合器或) 以监视到长串联接电池中每节电池电压。LTC6811 / LTC6812 / LTC6813 / LTC6810 多节电池的电池组监视器,就是专为汽车和运输应用,满足 AEC-Q100 标准。

在论坛的分享上,王成重点介绍了电池组监视器LTC681X系列。例如,ADI 第四代锂电池组监控 IC 产品 LTC6811,这是一款面向混合动力 / 电动汽车的完整电池测量器件,能够测量多达 12 个串接式电池的电压,并具有优于 0.04% 的准确度。多个 LTC6811可采用菊花链连接。另外,该 IC 可提供业界最快的转换速度和最佳数据保护。

ADI 除了做传统的的BMS芯片外,创新的方案无线BMS是业内的一个创举。取消传统线束,采用方式对信号进行传输,然后在 BMS 上进行整合。这种方案的好处是什么呢?于车厂而言减少了装配步骤,节约成本,于车子来说减少线束长度,重量减轻,对电动车续航里程的提升有一定好处。同时电池组摆放位置更灵活,具备很好的扩展性。LTC6811 与 SmartMesh 无线网格网络系统相结合,更是可解决汽车配线线束和所引起并长期存在的可靠性问题。

“新能源汽车市场在快速成长,BMS也变得越来越重要。”演讲最后王成表示。传统汽车厂的很多部件都从一级供应商或二级供应商处采购,但技术都是自己开发的,新能源汽车的核心就是电池管理技术,因此汽车厂商开发自己的电池管理系统应是一种趋势,“目前,我们在和一些汽车厂商直接合作,帮助他们开发自己的电池管理系统。”

在本期大会上,ADI 为大家展示了一款 BMS系统。该系统中 ADI 将完整的 BMS 系统(双精密 ADC 和精密基准电压源)集成到一个市场主导型系统级封装 (SiP) 中,这款系统树立了BMS 的行业标准。

最后,欢迎大家与 ADI 中国汽车电子团队联系。


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