在MODEL 3的國產后驅版本中,使用的是寧德時代的磷酸鐵鋰電池(圖片來自于第一電動網),電池包上面的BMS采集板與之前相比是不同的設計,今天一起來學習一下。
寧德鐵電芯模組版本的MODEL 3一個電池包上面有4個采集板,你會發現它與之前分析過的圓柱電芯的采集板有很大的不同,無論尺寸、AFE、連接方式等等都是不同的,下面來具體分析。
采樣板外殼為塑料材質,分為上下殼體,呈黑色,
上下殼體與PCB之間看起來是卡扣固定的。
去掉下殼體,露出了PCBA的B面,可以看到上殼體的卡扣穿過PCB而與下殼體固定。
接下來轉向PCBA,整個PCBA的尺寸大概為232mm*65mm*15mm,PCB厚度為1.6mm,呈綠色,四層板;
T面器件最小封裝為0603,所有器件都有三防漆涂覆,PCB表面處理方式為ENIG,過孔都未塞綠油,而且是開阻焊的。
PCBA可以發現B面沒有布置任何器件,也沒有布置測試點,但是三防漆還是有涂覆的。
下面簡要看下采樣板的電路方案,整個單板基本的功能分配如下圖所示,電路都是大同小異的,一個單板上面有兩個AFE電路,板內為電容隔離通信,對外為變壓器隔離通信。
AFE選取的是TI的BQ79616,這個與之前看到的MODEL 3采樣板是不同的,之前分析的AFE是特斯拉定制的Robin與Batman,而這個版本選用的是現有的成熟型號,整個單板的通信拓撲架構如下(來自TI官網)。
采樣均衡、通信電路基本都是按照TI原廠推薦的方案,如下圖所示:采樣輸入采用RC濾波,電容為差模形式,布置在相鄰的電壓采樣引腳;均衡采取內部均衡方案,并且在相鄰均衡引腳放置差模電容。
對應的電路如下圖所示,采樣輸入電阻為100Ω/0603封裝,而采樣濾波電容采取兩個串聯方案;均衡電阻采用兩個24Ω/1206電阻并聯,均衡引腳處的電容也是采用兩個串聯的形式;菊花鏈通信電路就不詳細介紹了,可以查看芯片的規格書。
最后再看一個地方,就是電芯電壓、溫度采樣用的連接器,為直插封裝,來自于TE,看起來沒有相對特殊的地方。
但是它對插的線端為FPC連接器,如下圖所示(圖片來自于TE):我們常見的FPC連接器是板對板的,只是一邊連接PCB,另外一邊連接FPC,并且FPC與連接器之間一般是通過焊接的形式來固定的;但是這個FPC連接器不一樣,它是使用接線端子與FPC連接的,MODEL 3此版本的電池包就是采用了這個方案。
進一步地,將FPC從連接器上取出,就露出了里面的接線端子,發現端子與FPC連接是刺破式接觸連接,接線端子與FPC內部的銅是直接接觸的。
再看另一面,在接線端子與PFC接觸的地方有涂膠進行保護。
審核編輯:劉清
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原文標題:解析特斯拉MODEL 3(磷酸鐵鋰模組)的BMS采樣板設計方案
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