為什么要用電池管理系統(tǒng)開發(fā)電池管理解決方案時注意事項

大家好，小科來為大家解答以上問題。為什么要用電池管理系統(tǒng)開發(fā)電池管理解決方案時注意事項這個很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

1、來源：意法半導體博客

2、電池管理系統(tǒng)(BMS)正在悄然改變電動汽車。

3、今年年初，意法半導體發(fā)布了L9963E電池監(jiān)控保護芯片，旨在解決包括在內的全球新能源汽車面臨的電池管理系統(tǒng)設計難題。

4、憑借獨特的架構，新產品可以測量4到14個串聯的電池單元，并且樣本信號去同步沒有延遲。測試結果表明，雖然31 L9963E可以菊花鏈，但全鏈延遲仍小于4s。

5、然而，L9963E遠不是一個簡單的電壓測量器或典型的庫侖計算器。因此，我們還發(fā)布了白皮書，探討B(tài)MS設計的復雜性。

6、此外，為了進一步幫助工程師和決策者設計BMS，我們還想討論開發(fā)電池管理系統(tǒng)時必須考慮的五項內容。

7、為什么要使用電池管理系統(tǒng)？

8、BMS測量電池單元的電流和電壓，并將信息發(fā)送到SOC應用系統(tǒng)，以確定電池的運行狀態(tài)。

9、使用一段時間后，電池的實際最大容量會下降。

10、BMS的測量數據可以計算電池的實際最大容量，幫助系統(tǒng)確定電池的健康狀態(tài)(SOH)和剩余使用壽命(RUL)，估計電池是否仍然正常工作或需要更換，并啟用附加的電池優(yōu)化功能。

11、通過確定每個電芯的SOC和SOH狀態(tài)，BMS可以平衡每個電芯的充放電操作，保證所有電芯的損耗均勻，從而延長電池的使用壽命，獲得更高的性能。

12、現在，L9963E在保證電池安全運行方面也起著關鍵作用。

13、1.注意測量的精度和速度。

14、理解準確性

15、電動汽車中的動力電池組

16、一直以來，工程師們首先關注的是BMS的測量精度。

17、如果系統(tǒng)的測量數據不準確，缺乏有價值的信息，用戶會有很大的挫敗感。

18、所以BMS在測量每個電芯的狀態(tài)時，精度必須非常高，速度也必須非?？?。否則，當芯片讀取電池組的最后一節(jié)電池時，第一節(jié)電池報告的測量值不再準確，應用系統(tǒng)無法提供真實反映電池充電狀態(tài)的結果。

19、最大誤差為2mv

20、L9963E的電壓測量精度非常高，最大誤差為2 mV。同時可以測量電流，知道每個電芯的實際容量。

21、此外，該產品的架構確保每個電池單元都有專門的資源來處理芯片監(jiān)控的電氣數據，而市場上的類似產品通常會在電池單元之間共享數據處理資源。

22、通過為每個單體提供專用的處理資源，我們可以提供同步讀數，避免去同步化帶來的延遲。

23、在菊花鏈網絡結構中，L9963E還可以通過串行總線進行通信，帶寬為2.66 Mbps，而業(yè)界大部分帶寬都在1 Mbps左右徘徊。

24、因此，讀取和處理434個電池單元需要4毫秒到16毫秒。

25、2.電池管理系統(tǒng)：注意安全，這是重中之重。

26、了解安全性

27、BMS的安全性經常被許多設計者忽略。

28、BMS系統(tǒng)的測量精度有助于提高電池性能，還可以確定電池上是否存在過壓和欠壓，或者是否存在過熱或過流。

29、例如，在發(fā)生碰撞事故時，電動汽車必須能夠判斷電池參數不在正常的安全值內，并立即啟動電池關閉程序，否則將造成災難性的損失。

30、唯一冗余

31、這些功能要求芯片具有很高的魯棒性，即使在惡劣環(huán)境下也能正常工作。

32、防止閱讀錯誤也很重要。汽車高速巡航時，讀數錯誤會導致電池組關閉，非常危險。

33、L9963E具有獨特的冗余功能，可以交叉校驗模數轉換器(ADC)，確保轉換結果準確。

34、如果當前ADC異常，L9963E可以強制相鄰ADC接管異常ADC并排除故障。

35、3.注重性價比

隨著電動汽車變得越便宜，成本制約因素變得越重要。

37、功能強大但價格太高的芯片會失去大部分吸引力。

38、與眾不同的是，L9963E提供豐富的功能，但是沒有增加裸片尺寸，繼續(xù)保持成本效益。

39、此外，傳統(tǒng)的 BMS芯片要求每個電池單體必須并聯一個外部齊納二極管。

40、在組裝過程中，系統(tǒng)無法知道哪個電池單體第一個接觸連接器，而且，這始終是一個隨機事件，因此，每個電池單體上的齊納二極管都要保護電池管理芯片。

41、L9963E采用熱插拔和穩(wěn)健架構，工程師可以不用這些齊納二極管，從而簡化了印刷電路板布局，降低了總體成本。

4.兩塊評估板配合一個強大的 MCU，不僅可以開發(fā)原型，還能擴大視野

了解生態(tài)系統(tǒng)

成功的電池管理系統(tǒng)始于簡易的概念驗證。

45、ST 為 L9963E提供兩塊評估板。

46、第一塊評估板EVAL-L9963E-MCU包括一個微控制器，并帶有圖形用戶界面軟件STSW-L9963E，可幫助開發(fā)人員更快地創(chuàng)建應用。

47、第二塊評估板EVAL-L9963E-NDS插接在第一塊板子上，可以菊花鏈連接多個L9963E評估板。

L9963E與 SPC58 Chorus配合使用

EVAL-L9963E-NDS

有許多客戶都喜歡將 L9963E與 SPC58 Chorus MCU搭配使用，因為應用需要保存 BMS系統(tǒng)輸出的大量數據點，這款微控制器具有6 MB或更高的存儲空間，可以滿足該應用的全部存儲需求，多核架構使開發(fā)人員能夠專門指定一個核心處理電池管理任務，把其他核心分配給其他常見應用。

52、這款MCU還有很多外設接口，包括6條FlexCAN總線，讓整個設計更加靈活。

5.電池管理系統(tǒng)：關注未來，著眼現在

所有工程師在設計產品時都力圖著眼于未來，但是，對于電池管理系統(tǒng)，設計不僅要考慮到明天的汽車，還要考慮到目前正在使用 BMS的所有新產品，如，電動自行車和踏板車，或便攜式醫(yī)療設備等。

55、L9963E的應用靈活性較高，除傳統(tǒng)電動汽車外，還適用于其他的很多設計。

56、最少能夠測量四個電池單體，10 毫米 x 10毫米 TQFP64EP小封裝，以及成本效益，這些優(yōu)點讓一家企業(yè)可以使用相同的 ST器件輕松開發(fā)各種類型的車輛或應用，從而節(jié)省開發(fā)成本。

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