作为电动汽车的核心—动力电池的安全一直是电动汽车的难点和重点。谁掌握了动力电池管理技术,谁就掌握了未来的电动汽车市场。本文介绍了品佳集团Infineon高性能16位MCU XC164作为平台,辅以AMS动力电池电流检测芯高精度、零温漂AS8510动力电池管理系统(BMS)解决方案。
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一、 动力电池BMS(电池管理系统)
AMS官方代理二、 电池管理系统主要有三个功能:
1. 实时监控电池状态。通过检测电池的外部特性参数(如电压、电流、温度等),实现电池的内部状态(如容量和SOC等)估算和监控,这是电池管理系统有效运行的基础和关键;
2. 热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等。在正确获取电池状态后;
3. 建立通信总线,实现数据交换,如显示系统、车辆控制器和充电器。
三、实物图片——Infineon MCU XC164主控模块
四、XC164功能简介
1. 高性能16-bit CPU管道与5-Stage
- 25 ns在40 MHz CPU指令时钟(单周期执行)周期时间
- 1-Cycle乘法(16×背景部(32位) / 16位)21周期
- 1-Cycle Multiply-and-Accumulate(MAC)的说明
- 线性地址空间总数为代码和数据
- 特殊功能寄存器区域在1024字节片中(C166 系列兼容)
2. 16-Priority-Level多达63调至50 ns
3. 8-Channel通过中断驱动的单周期数据传输设施
4. 外设事件控制器(PEC), 24-Bit覆盖总地址空间的指针
5. 时钟发生器通过片PLL,或者通过预分频器
6. 片上内存模块
- 2 KB片双口RAM(双口RAM)
- 2000字节00字节SRAM(DSRAM,XC164GM-8F只)
- 2 KB电影程序/数据SRAM(PSRAM)
- 64字节(XC164GM-8F)或32字节(XC164GM-4F)片计划
7. 内存(闪存)
8. 电影上的外设模块
– 14-Channel的A / D10-bit或8-bit)和转换时间(下至2.55µsor 2.15µs)
– 16-Channel通用捕捉/比较单元(CAPCOM2)
–多功能通用定时器单元和5定时器
–两个同步/异步(USART串行通道
–两个High-Speed-Synchronous串行通道
–片TwinCAN接口(修订版2.0B活动)消息对象和32(完整CAN /基本可以)对两个CAN节点和网关功能
–实时时钟由主振荡器驱动
9. 空闲、睡眠和断电模式以及灵活的电源管理
10. 可编程看门狗定时器和看门狗
五、AS8510功能特点
1. 内部2路独立16位ADC可编程的转换和取样速率为100K/s。
2. 零漂移(zero offset)
3. 130db动态范围、四段增益调整、 5, 25, 40 and 改变增益设置100倍,提高精度
4. 完全附合AEC Q 100 汽车集成电路应力试验认证标准IC都有唯一的ID。
5. 同频检测通道分离电流和电压;
6. 内部高精度参考电压源,20mV,高精度参考电压源 /-20ppm;
7. 集成一片RC精度为2%的振荡器;
8. 温度检测通道可复用电压检测通道;
9. 30uA Standby mode current.待机电流;
10. SSOP20 Packager.
11. AMS电池高边(正极)降压IC AS8525功能
- 高精度电压衰减;
- 增益放大的准确差异,有效减少共模干扰;
- 电源重启功能节电源重启功能;
- 集成正常情况看门狗和休眠(Standby mode)状态看门狗;
- Load dump protection (42V) for all battery supplied pins, LIN bus pin, and Enable pin
- 所有电池串反极性保护功能内置LIN Pin检测,最高-27V;
- 过温报警Shutdown functions。
12. 主动均衡管理IC AS8505功能特点:
- AS8505 Cell Balancer / Monitor电池主动均衡,20mV精度在全温范围内;
- 同步,准确的电池电压比较;
- 主动配平衡,最多14电池单元;
- 市场上的这类产品大多是被动测量,需要电池单元参与,不能快速准确地跟踪每个电池单元的功率。