做为电动汽车的核心—动力锂离子电池的安全一直是电动汽车的难点与重点,谁掌握了动力锂离子电池管理技术,谁就掌握了将来电动汽车市场。本文解析了品佳集团以Infineon高性能16位MCUXC164为平台,辅以AMS高精度、零温漂的动力锂离子电池电流测试芯AS8510的动力锂离子电池管理系统(bMS)处理办法。
一、动力锂离子电池bMS(电池管理系统)
二、电池管理系统紧要有三个功能:
1.实时监测电池状态。通过测试电池的外特性参数(如电压、电流、温度等),采用适当的算法,实现电池内部状态(如容量和SOC等)的估算和监控,这是电池管理系统有效运行的基础和关键;
2.在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等;
3.建立通信总线,向显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。
三、实物图片——InfineonMCUXC164主控模块
四、XC164功能简介
1.高性能16-bitCpU管道与5-Stage
-25ns在40MHzCpU指令时钟(单周期执行)周期时间
-1-Cycle乘法(16×16位),背景部(32/16位)21周期
-1-CycleMultiply-and-Accumulate(MAC)的说明
-16兆字节总数为代码和数据的线性地址空间
-1024字节片内的特殊功能寄存器区(C166系列兼容)
2.16-priority-Level中断系统与多达63源,采样率下调至50ns
3.8-Channel中断驱动的单周期数据传输设施通过
4.外设事件控制器(pEC),24-bit倾覆总地址空间的指针
5.时钟发生器通过片pLL,或通过预分频器
6.片上内存模块
-2Kb片双口RAM(双口RAM)
-2千字节的片上数据SRAM(DSRAM,XC164GM-8F只)
-2Kb片上程序/数据SRAM(pSRAM)
-64字节(XC164GM-8F)或32字节(XC164GM-4F)片计划
7.内存(闪存)
8.片上外设模块
–14-Channel的A/D转换器与可编程分析(10-bit或8-bit)和转换时间(下至2.55µsor2.15µs)
–16-Channel通用捕捉/比较单元(CApCOM2)
–多功能通用按时器单元与5按时器
–两个同步/异步(USART接口)串行通道
–两个High-Speed-Synchronous串行通道
–片TwinCAN接口(修订版2.0b活动)消息对象与32(完整的CAN/基本可以)对两个CAN节点和网关功能
–片实时时钟,由主振荡器驱动
9.空闲,睡眠和掉电模式和灵活的电源管理
10.振荡器的可编程看门狗按时器和看门狗
五、AS8510功能特点
1.内部2路独立的16位ADC转换,以及可编程的取样速率,取样速率达100K/s。
2.零漂移(zerooffset)
3.130db动态范围,4段增益调节,分别5,25,40and100倍4个改变增益设置,提高精准度
4.完全附合AECQ100汽车集成电路应力探测认证标准,每一颗IC都有唯一的ID。
5.分开的电流和电压同频测试通道;
6.内部高精度参考电压源,20mV,高精度参考电压源+/-20ppm;
7.集成一片RC振荡器,2%精度;
8.电压测试通道可复用为温度测试通道;
9.30uAStandbymodecurrent.待机电流;
10.SSOp20packager.
11.AMS电池高边(正极)降压ICAS8525功能
-高精度电压衰减;
-精确差分增益放大,有效减少共模干扰;
-电源重启功能,可调节过温重启;
-集成正常情况看门狗和休眠(Standbymode)状态看门狗;
-Loaddumpprotection(42V)forallbatterysuppliedpins,LINbuspin,andEnablepin
-内置针对所有电池串反极性保护功能,通过LINpin测试,最高-27V;
-过温报警Shutdownfunctions。
12.主动均衡管理ICAS8505功能特点:
-AS8505Cellbalancer/Monitor电池主动均衡,20mV的精度在全温度范围;
-同步的,精确的电池电压比较;
-主动的配平衡,最多14电池单元;
-市面这类产品多为被动测量,要电池单元参与进来,不能快速精确的跟踪每颗电池单元的电量。