01 48V集成的采集板
从系统上来看,电池管理系统肯定是往大略化和小型化的方向走,48V系统有个先天的上风便是电池的串数比较少,需求功率也相比拟较低,48V的电压可以比较随意马虎被功率开关所覆盖。以是Preh来设计这个BMS做了一体化,采集+管理+功率割断,这实在是我们未来设计电池管理系统的终极级的追求,完备的一体化。
图1 Preh设计的集成板
以是这个爆炸图很故意思,功率部分和掌握部分绑在一起,然后把这个电池管理系统很完美的结合在了一起。
图2 集成式48V电池管理系统爆炸图
当然,这块板设计韶光可能比较久了,按照Preh的SOP的韶光为2017年,电源管理采取了Infineon TLF35584;管理上采纳了两颗MCU,主掌握得MCU是Infineon TC277TP ,隔离侧采取Infineon TLE9842,个中隔离芯片采取了3颗Silicon Labs Si8422 ,采集芯片采取了TI bq76PL455A,这个可以采集16通道的电芯,实际利用采集12颗电芯。电流采集芯片采取的是AMS AS8510。
图3 电池管理系统掌握板
在功率板上,采取了Gate Driver - Infineon TLE9180D ,MOSFET是作为割断Infineon的 IAUT300N08S5N012 。如下所示,这里利用了大量的板载铜排走线,把线缆给完备取代了。
备注:这里的最大的门槛,便是铜牌在PCB底板的连接,这个板子的工艺,包括板子的散热设计是一个很大的磨练。从功率电子来看,日本和德国工程师在这个PCB的设计上还是具备一些美感的。
图4 电池管理系统功率板
0248V 电池系统的管控
在设计过程中,由于有两颗电池,以是正常的电池能量管控,是通过48电池给12V电池充电,可以减小 12V电池的尺寸并减轻重量。
1)12V电池管理系统检测到12V电池充电量低,会将再充电的要求发送至48V电池管理系统。48V电池管理系统检讨并确认48V电池中的电量是否足够对12V电池进行再充电。在这种情形下,DC/DC开启并对12V电池进行充电。通过直流利路在48V车载电网蓄电池和DC/DC之间进行能量交流。车辆末行驶时供电,给12V车载电网蓄电池再充电。12V电池再次充满电后,会停滞充电。如果48V电池电量不敷,无法再给12V电池再充电,则会停滞充电。在这种情形下,12V车载电气系统的安全预防方法生效,例如会进行深度放电保护。
图5 48V和12V的充电管控
2)低电量下的外部充电 如果48V电池不能供应启动发动机所需的足够电量,则必须对48V车载电网蓄电池充电。这里须要连接一个强电流12V充电器(充电电流>10A)或将一辆发动机运转的车辆连接到12V跨接启动连接点上。12V48V电池管理系统识别外部充电并奉告48V电池管理系统启用48V/12V DC/DC并通过来自12V车载电气系统的能量给48V电池充电。48V电池电量足够并可再次启动发动机。在设计中,目前是不能考虑外部的48V充电器对48V电池进行直接充电。
图6 48V网络充电器
小结:这个电池管理系统实在也没啥,紧张是我们须要评估下一步HEV和PHEV电池管理的系统发展,可能会往完备集成的方向来走。