yulzhu

电子技术应用专栏作家——芝能汽车。紧跟技术创新,助力行业发展。

浅谈电池管理架构2-芯片分析

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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 DescriptionSingle string voltageBMS technologyBMS topologyDiagnostics (ISO26262)Development effort requiredFull BMS functionality

2)单体Series cells / # of ICsSeries cells / bank (No isolators)Temperature sensors

3)均衡 Internal resistorInternal FETExternal FET, res.Non-dissipative (active)

4)电流 ShutdownStandby Operating

5)采集情况 Voltage accuracy @ 3.6 V, 25 C [mV]Cell voltage, minCell voltage, maxReadings time / cellCurrent sense

6)通信Wires between cascaded Ics Wires to master controllerTo master controllerTo 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:

aN个通道的芯片占用面积

bN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,AD7280ATIbq76PL536A

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CellModule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。