淺談電池管理架構2-晶元分析

01-29

在這裡首先需要向Davide Andrea / http://LiIonBMS.com表達敬意，他把大部分能收集的數據都收集到了。從他的角度來看，給出了參考建議，也給出了ASIC的參數（http://liionbms.com/xls/BMS_IC_table.xls）。

這裡給出的評價欄目：

1）基本信息 Description，Single string voltage，BMS technology，BMS topology，Diagnostics (ISO26262)，Development effort required和Full BMS functionality

2）單體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）電流 Shutdown、Standby和 Operating

5）採集情況 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

理論上這個程序反了，你是需要現有架構的設計，來選擇合適的晶元。如下圖所示，如果按照電池系統設計需求&模塊設計需求，什麼才是真正的約束呢：

0）成本

每個通道的成本，人所共知。

1）尺寸

模塊化對尺寸要求很高，集中式對電池管理的大小也有要求，整個如果將採集的前端電路的尺寸是有約束的。所以模塊化帶來的通道的需求就比較有趣了，6通道的與12通道的如果為主流的話，那麼後者設計通用型更強一些。所以這裡歸納出來的一個重要指標是：

a）N個通道的晶元佔用面積

b）N個通道所涉及的其他外圍電路面積

c）晶元連接複雜度

2）安全

這裡分功能安全和電氣安全。功能安全在上述就是系統上採樣備份，晶元診斷+電源設計的部分。這裡拿兩個來對比一下，AD7280A和TI的bq76PL536A。

框圖能給出來的信息量是較少的，不過後者經過努力設計，可以使用雙電源線輸入。

電氣安全的部分，是承受單體的電壓部分，主要是單體採集在內部交匯部分+MUX+ADC。

容錯性，萬一在生產過程中出錯的電氣耐受力。

如下圖所示，硬體工程師最後真的都是去了晶元廠了，以後只有硬體應用工程師了。

3）性能

單體電壓採集精度，隱含的是承受共模電壓和消減的能力；還有整個ADC部分的設計能力。

單體採集速度和整個採集的延遲，在12節上面更為明顯些，也是考驗ADC設計的能力。

通信速率，傳出去的速度和抗干擾性能。

4）功耗

這裡不僅僅是電流，還有電流的偏差帶來的不一致性。從每個Cell到Module的情況來看，這些晶元Datasheet（以TI的為例）上面的數據完全不夠用。

5）均衡

這裡國內的特殊問題，電池一致性差了，後面全部靠BMS扛著。單獨拿出來講吧。

講完這些，大家可以通過你的設計，使用Pugh Matrix，使用概念設計的方法來對比出對於你最為合適的設計方案了。

---------------------------------------------------------------------------------

更多新能源汽車、汽車電子原創文章，歡迎關注公眾號：汽車電子設計

或搜索：QCDZSJ