BMS主要作用包括:估測電池的荷電狀態,檢測電池的使用狀態,管控電池的循環壽命,在充電過程中對電池的熱管理,啟停鋰電池的冷卻系統,同時也管理單體電池之間的均衡,防止單體電池過充過放產生危險;另外,監測整個電池的健康工作狀態。 通過BMS能夠更加有效地控制和管理電動汽車電池,讓每一個電池工作在可運行的區間範圍內,避免電池的過充過放和熱失控問題發生。 模擬前端非常重要 測量電池電壓非常複雜。電動汽車的電池系統一般由成百上千的電芯組成,需要用專用的模擬前端晶片(Analog Front End)精確監測每一個電芯的電壓和溫度,以實現整個電池系統的高性能、長壽命以及安全運行。這要求AFE必須具有高精度的測量能力(包括電壓、電流以及溫度)和良好的均衡能力,讓BMS系統精確計算SOC/SOH以及配合使用合理的均衡策略,在安全的前提下,最大限度存儲或使用電池包的能量,最大限度提高續航里程。 為滿足所有這些苛刻的設計要求,ST推出一款先進的電池管理系統解決方案。該方案主要包括支持ASIL D系統開發的PowerPC架構MCU, SBC(System Basis Chips,系統基礎晶片)L9396,多路高低邊驅動,以及ST最新一代的專用模擬前端晶片L9963。 MCU作為整個系統的大腦,主要負責整個系統策略和算法的執行;SBC主要給MCU以及板內各個模塊供電以及實現安全監控的功能;多路高低邊晶片主要實現高壓接觸器的控制,比如主正、主負、預充等等。 靈魂角色L9963靈魂角色L9963是用於高可靠性汽車應用和儲能系統的鋰離子電池監視和保護晶片,最多可以監視14個堆疊的電池,以滿足48 V和更高電壓系統的要求。 L9963對每個電池電壓以及晶片上庫侖計數的電流都可以進行高精度測量,最多可以監視7個NTC。信息通過SPI通信或隔離接口傳輸。 多個L9963可以以菊花鏈形式連接,並通過變壓器隔離的接口與一個主機處理器通信,具有高速、低EMI、遠距離和可靠的數據傳輸的特點。 在正常和低功耗模式下,L9963可以提供定時均衡的功能,可以支持休眠下的均衡。L9963還集成了九個GPIO,用於外部監視和控制。L9963具有一套全面的故障檢測和通知功能,可以滿足安全標準的要求。 ▲ BMS應用框圖 ▲ L9963 應用框圖 L9963主要功能:
▲ L9963支持雙向菊花鏈
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