浅谈电池管理架构2-芯片分析
0赞在这里首先需要向Davide Andrea / LiIonBMS.com表达敬意,他把大部分能收集的数据都收集到了。从他的角度来看,给出了参考建议,也给出了ASIC的参数(http://liionbms.com/xls/BMS_IC_table.xls)。
这里给出的评价栏目:
1)基本信息 Description,Single string voltage,BMS technology,BMS topology,Diagnostics (ISO26262),Development effort required和Full BMS functionality
2)单体Series cells / # of ICs、Series cells / bank (No isolators)和Temperature sensors
3)均衡 Internal resistor、Internal FET、External FET, res.和Non-dissipative (active)
4)电流 Shutdown、Standby和 Operating
5)采集情况 Voltage accuracy @ 3.6 V, 25 C [mV]、Cell voltage, min、Cell voltage, max、Readings time / cell、Current sense
6)通信Wires between cascaded Ics 、Wires to master controller、To master controller、To host
7)成本 ICs only / per cell [$]、Parts / per cell [$]、Availability
理论上这个程序反了,你是需要现有架构的设计,来选择合适的芯片。如下图所示,如果按照电池系统设计需求&模块设计需求,什么才是真正的约束呢:
0)成本
每个通道的成本,人所共知。
1)尺寸
模块化对尺寸要求很高,集中式对电池管理的大小也有要求,整个如果将采集的前端电路的尺寸是有约束的。所以模块化带来的通道的需求就比较有趣了,6通道的与12通道的如果为主流的话,那么后者设计通用型更强一些。所以这里归纳出来的一个重要指标是:
a)N个通道的芯片占用面积
b)N个通道所涉及的其他外围电路面积
c)芯片连接复杂度
2)安全
这里分功能安全和电气安全。功能安全在上述就是系统上采样备份,芯片诊断+电源设计的部分。这里拿两个来对比一下,AD7280A和TI的bq76PL536A。
框图能给出来的信息量是较少的,不过后者经过努力设计,可以使用双电源线输入。
电气安全的部分,是承受单体的电压部分,主要是单体采集在内部交汇部分+MUX+ADC。
容错性,万一在生产过程中出错的电气耐受力。
如下图所示,硬件工程师最后真的都是去了芯片厂了,以后只有硬件应用工程师了。
3)性能
单体电压采集精度,隐含的是承受共模电压和消减的能力;还有整个ADC部分的设计能力。
单体采集速度和整个采集的延迟,在12节上面更为明显些,也是考验ADC设计的能力。
通信速率,传出去的速度和抗干扰性能。
4)功耗
这里不仅仅是电流,还有电流的偏差带来的不一致性。从每个Cell到Module的情况来看,这些芯片Datasheet(以TI的为例)上面的数据完全不够用。
5)均衡
这里国内的特殊问题,电池一致性差了,后面全部靠BMS扛着。单独拿出来讲吧。
讲完这些,大家可以通过你的设计,使用Pugh Matrix,使用概念设计的方法来对比出对于你最为合适的设计方案了。