近期,德州儀器 (TI) 推出了全新的汽車電芯監測器和電池包監測器。這些監測器提供更高精度的測量功能,可更加精準的預估電動汽車續航時間并實現更安全的運行。
BQ79718-Q1 電芯監測器和 BQ79731-Q1 電池包監測器是 TI 豐富的 BMS 系列中的全新產品。BQ79731-Q1和 BQ79718-Q1 在測量電池電壓、電流和溫度方面提供了出色的準確度和精度,可有效確定車輛的真實續航里程、延長電池包的整體壽命并提高其安全性。
在 TI 電池管理系統新品發布會上,我們邀請到了德州儀器電池管理系統事業部總經理王世斌和德州儀器中國區模擬集成電路現場應用技術經理周敏捷,為我們介紹 TI 最新產品并答疑解惑。
問答環節
Q1這次推出的 BQ79718-Q1 相比于 BQ79616-Q1 的 16 節串聯電池監控增加了兩節,TI 是如何考慮的呢?
此次的提升主要是有兩方面的考慮。雖然我們推出的新品電池增加到了 18 節,但這與我們之前發布的產品都是可以做到兼容的,為客戶提供了更好的靈活性與兼容性。也就是說客戶在進行硬件設計時,既可以使用 18 節的產品也可以使用 16 節的產品。第二點,目前電池技術更多采用磷酸鐵鋰,那么該成分的單節電芯的電壓與其他材質的鋰電池相比較低,這就意味著從電池堆疊的層面上實現相等電壓時,需要更多節電池來滿足。
Q2新款電池包監測器具有通過 SPI 與 MCU 通信的功能,它是否在電池管理系統中起到作用?
我們的電芯監測器與電池盒監測器的產品通信都是通過菊花鏈進行的,包括電壓電流溫度等數據。以上過程獲取的所有結果都需要上報至汽車中的上一級處理器、電池管理系統中進行分析與判斷。產品擁有 SPI 接口則是為了方便它與其他的 MCU 進行通信。
Q3此次發布的全新的高精度電芯監測器和電池包監測器,在技術、功能上做了哪些更新迭代?
此次的更新迭代主要在 3 個方面。首先,在電池電芯監測上將精度提升至了 1 毫安的數量級,可以對磷酸鐵鋰這樣的電池進行高精度的監測。因為我們知道磷酸鐵鋰的曲線相對平緩,對于精度要求更高,新品正好可以滿足這方面的要求。
第二點,則在功能安全方面。此次新品完全支持 ASIL-D 的要求,如冗余設計,錯誤狀態報錯等能力都能滿足客戶在汽車功能安全相關的要求。
最后一點,整個方案中電芯監測產品與電池包監測產品夠實現高精度同步,在設計中準確監測數據,對電池狀態的評估也更加準確,對于汽車剩余里程的計算都有非常大的幫助。
Q4新品對于 800V 碳化硅系統可以使用嗎?如何用這個產品實現智能電池接線盒?無線監測可以嗎?
我們的產品可以支持 400V 系統也可支持 800V 的系統。此次新品是以菊花鏈進行通信,能夠很方便地傳輸到電池管理單元中進行處理。至于無線監測,那么 TI 也具備無線傳輸通信相關的產品與技術,并且擁有完整的解決方案與一定經驗,這個是可以實現的。
Q5新的方案信號鏈采用菊花鏈拓撲,還有其他可選的拓撲架構嗎?
在通信方式上,至少可以支持兩種通信方式。一種就是一直提到的可以采用菊花鏈通信的接口,第二種就是剛才提到的可以用 TI 無線方案來實現電池包監測產品間互相的通信,TI 的 BLE 低功耗藍牙通信方式也可以實現電池包在系統間的通信,所以,我們可以支持有線、無線這兩種通信的拓撲結構。
Q6在目前的技術下,電池包中各電芯間存在工作條件和老化率不一致的現象,需要均衡管理,被動均衡管理和主動均衡管理兩種方式各有什么優劣勢,目前主流方式是哪項?
對于被動均衡方案,我們的均衡方案中目前有內置的可以直接實現被動均衡的方案。同時,我們也支持可以外接驅動來實現通過外部驅動方式實現均衡,這意味著我們的方案也完全可以支持主動均衡的方式進行,同時也有相應的主動均衡相關的產品可以組合應用。
但目前電池均衡的主流方案還是被動均衡方案。目前看,被動均衡成本相對比較低,同時實現方式比較簡單,因為我們產品直接不通過外接的方式就可以實現被動均衡的方式。主動均衡因為要通過一個外加的環路的方式,實現高電壓電池對低電壓電池進行充電,需要外接比較多的開關型的元器件,在復雜性和成本上目前還是比較高的,所以,目前主流推薦的方式包括我們認為更高效、更節省成本的方式還是用被動均衡的方式比較好。
Q7在寒冷情況下,LFP 的功率密度會下降,那么這款產品需要如何來平衡欠壓和過壓這些現象?
對于不同化學成份的電池來說,冷、熱參數的變化,對一些性能的影響也是不一樣的。對我們的系統來說,可以在電芯端非常精準的監測電壓,同時在接線盒這一端監測電流,而且實現比較好的同步,我們可以把精度非常高、非常準確的數據匯報出來。
在汽車系統的設計者獲得了非常高的精度數據之后,從應用的角度就可以通過電量計算的模型,精確地算出電池包實際的狀態來評估車輛行駛里程。歸根結底,非常好的監測精度,包括各種參數,像溫度、電壓、電流的參數可以幫助到系統更準確的評估這些參數。
Q8在 BMS 架構中,一顆 BQ79718 是可以監測 16~18 節電芯的,那么一顆 MCU 是管理多少個電池包?
其實,這是一個非常開放的問題,各種可能性都有。如果在選 MCU 時,選了一個功能非常強大的 MCU,它可以支持多達 200 個電池的電芯。但是,在實際設計中,可能考慮到一些功能安全的要求,很多廠商會用多個不同的 MCU 做不同的事情,比如有些 MCU 專門進行功能安全處理,有些 MCU 專門進行電芯中具體參數的匯報,匯報上來以后做一些整合的計算。一般情況是,都會有多個 MCU 分工實現這些功能。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:新品發布會回顧|利用德州儀器 (TI) 的電池管理系統 (BMS) 技術推動汽車電氣化
文章出處:【微信號:tisemi,微信公眾號:德州儀器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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