電動汽車三大件分別是電池、電機和電控。到目前為止,電機技術(shù)已經(jīng)非常成熟,直流永磁電機、永磁同步電機已經(jīng)取代了異步電機,成為電動汽車的主流。很多人認為電動汽車最后一道技術(shù)門檻是電池,但在我國,汽車制造商在制造新能源車時,并沒有什么電池技術(shù)障礙是無法克服的。
通過比亞迪的電池、寧德時代的電池來看,與特斯拉采用的日本松下電池在性能上還是存在差異,松下電池是高成本堆出來的超高性能東西,這毋庸置疑的。要知道,特斯拉用的臺灣富田電機并不是很先進,在這個條件下,就需要強大的BMS系統(tǒng),也就是整個電動汽車的核心,就像我們手機電量顯示的百分比例,其實就是手機里的BMS在工作的結(jié)果。特斯拉電池采用的是圓柱電池設(shè)計,具有更好的散熱和安全性能,內(nèi)阻非常小,本身電耗比較低,電芯采用鎳鈷鋁材料,也能讓電池密度更強。
在汽車安全性能檢測,要采集BMS系統(tǒng)的電池信息,直接“萬用表模式”車上測試電池電壓,那肯定是不準(zhǔn)的,這種在線電壓的粗略判斷,誤差極大,在線電壓不可能用在需要精準(zhǔn)測試的場合。而電池的活性根據(jù)不同溫度、不同釋放效率,充放電的效率都會有不同,南北的特斯拉車主會覺得同樣駕駛特斯拉,表現(xiàn)最明顯的是續(xù)航差異很大,這也就是電池活性決定的。
由此可見,BMS電池管理系統(tǒng)的技術(shù),除了電池本身以外,是更為復(fù)雜、更為核心的數(shù)據(jù)管理難題,而在電動汽車安全性能檢測場景下,BMS相關(guān)的數(shù)據(jù)又是需要極多,那么,突破數(shù)據(jù)關(guān)卡,也是基于對BMS的理解,對CAN報文、電控系統(tǒng)熟悉的一個關(guān)鍵所在。
特斯拉的BMS電池管理系統(tǒng)的主板包括2個微處理器,一個是德州儀器的TMS570LS0432,封裝為LQFP176,一個是飛思卡爾SPC5764CSMKU6,封裝為LQFP100,副MCU TM570可以檢測主MCU SPC5764工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)其失效可獲取控制權(quán)限。之前速銳得EST527的OBD模塊在2013年就采用過這個技術(shù),主控MCU采用PIC,副控MCU采用M0架構(gòu)的芯片。硬件上的功能上:主MCU負責(zé)電流檢測、CAN通信等。副MCU負責(zé)高低邊驅(qū)動、HVIL檢測、高壓、絕緣、CMC通信等。
特斯拉的電控系統(tǒng)采用“一主四從”的管理方式,有一個BMU中心,四條BMS系統(tǒng)線路分布其中,所有的電池電控系統(tǒng)都集成在Penthouse位置,這種高度集成的電控系統(tǒng)也是特斯拉引以為傲的特點,BMS采用模塊化設(shè)計,即使使用不同類型的電池,仍可適配良好,展現(xiàn)出高度的包容性。那么在CAN數(shù)據(jù),通過速銳得SPY3解碼匹配發(fā)現(xiàn),基本上可以直接從內(nèi)部CAN讀取一些電芯級別的數(shù)據(jù),包括車輛狀態(tài)中的停車、行駛、未充電、充電完成、異常、預(yù)留狀態(tài),新能源汽車SOC、車輛識別代號(VIN號)、絕緣電阻值、車速、環(huán)境溫度、驅(qū)動電機溫度、IGBI溫度、加速踏板位置、制動踏板位置。
還有BMS中的單體電池電壓最高值、最高電壓電池子系統(tǒng)號、最高電壓電池單體代號、單體電壓最低值、最低電壓電池子系統(tǒng)號、最低電壓電池單體代號、電池組溫度最高值、最高溫度子系統(tǒng)號、電池組溫度最低值、最低溫度子系統(tǒng)號、最低溫度探針單體代號、單體電池總數(shù)、單體電池包總數(shù)、電機轉(zhuǎn)矩、電機轉(zhuǎn)速、電機母線電壓、電機母線電流、驅(qū)動電機功率、電機控制器輸入電壓、電池報警信息、電機報警信息、電控報警信息,驅(qū)動電機電壓和電流、驅(qū)動電機狀態(tài)。
其實,也有不用SPY3的朋友獲取過這些CAN報文及BMS信息,只是從邏輯和DBC控制策略上,略有差距,有的只能做到只知其表,不知其源,想要做更高級的事,可能就會捉襟見肘了。特斯拉總線上,每秒產(chǎn)生2700幀數(shù),包括了300多個CANID,DBC控制策略中能解碼匹配120多個CANID,對應(yīng)的大概是2000個信號。
要注意的是,特斯拉在車載總線中引入了以太網(wǎng),所以特斯拉汽車網(wǎng)關(guān)還負責(zé)以太網(wǎng)與CAN總線之間的數(shù)據(jù)過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。以上。
審核編輯:湯梓紅
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