Архитектура топологии BMS делится на централизованную и распределенную. Как только вы видите централизованный тип, это не то, что это мейнстрим? Это было бы неправильно.

Централизованная структура BMS компактна и недорога, но существует множество жгутов и ограниченное количество каналов, которые обычно используются в сценариях с низкой пропускной способностью, небольшим размером системы и низким напряжением, таких как электрические двухколесные транспортные средства, роботы, умные дома и т. д. .

Распределенную структуру BMS можно понимать как отношения ведущий + подчиненный, при этом подчиненный блок управления отвечает за сбор данных о батарее, функции выравнивания и т. д. Главный блок управления обрабатывает данные, оценивает работу батареи, выполняет управление зарядкой, температурным управлением, неисправностями. управления и т. д., и обменивается данными с внешними контроллерами транспортного средства и т. д. в режиме реального времени.

Аккумуляторная батарея электромобиля развивается в направлении высокой плотности энергии, высокого напряжения и большого объема. Распределенная архитектура BMS в основном используется в гибридных и чисто электрических транспортных средствах, таких как BMW i3/i8/X1, Tesla Model S/X, BYD Qin и т. д. Хотя управление сложное и стоимость выше, но она лучше в гибкости. и меньше жгута проводов.

Основываясь на распределенной архитектуре BMS, мы классифицируем чипы следующим образом.

Часть сбора данных

AFE (аналоговый внешний интерфейс): AFE относится к микросхеме мониторинга батареи, в основном с различными датчиками для сбора данных о напряжении, температуре и другой информации, только с функциями контроля параметров. Кроме того, AFE обычно объединяет технологию пассивной коррекции. Здесь упомяните, что такое выравнивание батареи, как упоминалось выше, как правило, в аккумуляторной батарее высокой серии напряжение и мощность каждой ячейки будут разными, чтобы обеспечить баланс мощности между ними, поэтому используйте активное выравнивание или пассивное выравнивание.

Пассивная коррекция использует пассивные устройства для потребления избыточной мощности за счет резистивного нагрева ячеек с большей мощностью, в то время как активная коррекция передает избыточную мощность для обеспечения потока энергии между ячейками. Пассивная коррекция отличается низкой стоимостью и высокой надежностью, но увеличивает потери в системе. Активная коррекция требует большего количества компонентов и является дорогостоящей, но помогает снизить потери в системе.

Микросхема измерения мощности: собирает информацию о батарее и использует специальные алгоритмы для оценки таких параметров, как SOC (состояние заряда, т. е. оставшаяся мощность) и SOH (состояние работоспособности, т. е. старение) батареи, и передает результаты на управляющую микросхему.

Часть управления

Микросхема защиты аккумулятора: отслеживайте условия зарядки и разрядки аккумулятора, включая перенапряжение, перегрузку по току, перегрев и т. д. При обнаружении ненормальных условий цепь можно вовремя отключить, чтобы защитить безопасность аккумуляторной системы. В настоящее время некоторые микросхемы измерения и зарядки будут интегрировать функцию защиты аккумулятора.

Чип управления зарядом: в основном отвечает за управление зарядом и разрядом. В соответствии с характеристиками литиевой батареи автоматически выполняется предварительная зарядка, зарядка постоянным током, зарядка постоянным напряжением. Чип управления зарядом позволяет напряжению и току достигать контролируемого состояния, что может эффективно контролировать состояние зарядки на каждом этапе зарядки и защищать аккумулятор от чрезмерной разрядки, перенапряжения, перезарядки и перегрева, что в конечном итоге полезно для продления срока службы батареи.

Микросхемы управления зарядом можно разделить на переключающие, линейные и переключаемые конденсаторы в зависимости от режима работы. Тип переключения подходит для сильноточных приложений и обладает гибкостью, обычно используемые решения для быстрой зарядки используют тип переключения; линейный обычно используется в сценариях зарядки с низким энергопотреблением, таких как портативные электронные устройства; тип переключающего конденсатора

эффективность зарядки, но архитектура ограничена, обычно используется с типом переключения.

MCU: отвечает за управление реле, оценку SOC/SOH, сбор данных об аккумуляторе, хранение и т. д. Должен соответствовать требованиям AEC-Q100, ISO26262 и другим сертификатам. По сравнению с микроконтроллерами потребительского и промышленного уровня, микроконтроллеры автомобильного уровня имеют более высокие барьеры и предъявляют жесткие требования к надежности, согласованности, безопасности и стабильности.

Коммуникационная часть

Цифровое изолирующее устройство: в системе BMS алгоритм SOX (включая SOC, SOH и т. д.) обычно выполняется в MCU, поэтому цифровое изолирующее устройство обычно используется для связи между AFE и MCU.

В настоящее время основная коммуникационная архитектура представляет собой гирляндную архитектуру, в которой каждый AFE подключается друг к другу, а затем подключается к MCU через изолированный коммуникационный чип, что сокращает количество коммуникационных чипов. Преимущество гирляндной архитектуры по сравнению с шиной CAN заключается в том, что после отключения средней шины микросхемы AFE позади могут продолжать обмениваться данными.