電動(dòng)汽車中的分布式電池管理系統(tǒng)

在電動(dòng)汽車應(yīng)用中，為了滿足交流電機(jī)負(fù)載的嚴(yán)苛要求，內(nèi)部電池包電壓不低于 800V。這相當(dāng)于在汽車底盤中串聯(lián)堆疊 100 個(gè)或更多的鋰離子電芯。制造商急需對(duì)高壓電池包應(yīng)用更為先進(jìn)的技術(shù)，從而以安全、及時(shí)和可靠的方式報(bào)告電芯診斷信息。一種常見的設(shè)計(jì)方法是采用分布式電池包系統(tǒng)，它通過在不同的印刷電路板 (PCB) 上連接多個(gè)高精度電池監(jiān)測(cè)器，支持包含多節(jié)電芯的電池包。

在有線 BMS 解決方案中，利用雙絞線電纜以菊花鏈方式連接電池監(jiān)測(cè)器，可傳輸從每個(gè)電池電芯模塊采集的數(shù)據(jù)。有線和無(wú)線 BMS 解決方案的區(qū)別在于，后者使用無(wú)線通信接口，而不是菊花鏈電纜。圖 1 展示了適用于 400V 至 800V 電動(dòng)汽車的典型分布式電池包系統(tǒng)。

在圖 1 中，有一個(gè)子系統(tǒng)包含主機(jī) MCU，它通過控制器局域網(wǎng)總線與車輛的控制單元連接。然后 MCU 處理器驅(qū)動(dòng)連接到電池模塊的電池監(jiān)測(cè)器件，用來(lái)檢測(cè)電壓和溫度。所有高壓電池包均需要快速與主機(jī) MCU 通信，為了支持這一需求，可以添加任意數(shù)量的電池監(jiān)測(cè)器件，具體取決于電池監(jiān)測(cè)器支持的通道數(shù)量。系統(tǒng)需要監(jiān)控和通信的其他常見場(chǎng)景還有，通過高壓繼電器控制來(lái)確保在不使用車輛時(shí)安全地?cái)嚅_高壓，以及通過電流檢測(cè)來(lái)計(jì)算充電狀態(tài)和了解電池包的運(yùn)行狀況。