引言

接昨天的文章，我們首先來看一下這款分功率板和控制板但是可以整合在一起的BMS的產(chǎn)品，這個板子其實是能代表未來48V和HEV電池系統(tǒng)板的結(jié)構(gòu)，把采集、控制+功率部分高度整合。這個覆蓋從0.5kwh-2kwh的功率電池系統(tǒng)，未來是否能覆蓋10kwh以下的低成本PHEV電池系統(tǒng)還需要看采集ASIC的演變情況。備注：Preh宣傳的視頻，我剪輯了一下，可以參考下

01

48V集成的采集板

從系統(tǒng)上來看，電池管理系統(tǒng)肯定是往簡單化和小型化的方向走，48V系統(tǒng)有個先天的優(yōu)勢就是電池的串?dāng)?shù)比較少，需求功率也相對比較低，48V的電壓可以比較容易被功率開關(guān)所覆蓋。所以Preh來設(shè)計這個BMS做了一體化，采集+管理+功率切斷，這其實是我們未來設(shè)計電池管理系統(tǒng)的最終級的追求，完全的一體化。

圖1 Preh設(shè)計的集成板

所以這個爆炸圖很有意思，功率部分和控制部分綁在一起，然后把這個電池管理系統(tǒng)很完美的結(jié)合在了一起。

圖2 集成式48V電池管理系統(tǒng)爆炸圖

當(dāng)然，這塊板設(shè)計時間可能比較久了，按照Preh的SOP的時間為2017年，電源管理采用了Infineon TLF35584；管理上采取了兩顆MCU，主控制得MCU是Infineon TC277TP ，隔離側(cè)采用Infineon TLE9842，其中隔離芯片采用了3顆Silicon Labs Si8422 ，采集芯片采用了TI bq76PL455A，這個可以采集16通道的電芯，實際使用采集12顆電芯。電流采集芯片采用的是AMS AS8510。

圖3 電池管理系統(tǒng)控制板

在功率板上，采用了Gate Driver - Infineon TLE9180D ，MOSFET是作為切斷Infineon的 IAUT300N08S5N012 。如下所示，這里使用了大量的板載銅排走線，把線纜給完全取代了。

備注：這里的最大的門檻，就是銅牌在PCB底板的連接，這個板子的工藝，包括板子的散熱設(shè)計是一個很大的考驗。從功率電子來看，日本和德國工程師在這個PCB的設(shè)計上還是具備一些美感的。

圖4 電池管理系統(tǒng)功率板

02

48V 電池系統(tǒng)的管控

在設(shè)計過程中，因為有兩顆電池，所以正常的電池能量管控，是通過48電池給12V電池充電，可以減小 12V電池的尺寸并減輕重量。

1）12V電池管理系統(tǒng)檢測到12V電池充電量低，會將再充電的請求發(fā)送至48V電池管理系統(tǒng)。48V電池管理系統(tǒng)檢查并確認48V電池中的電量是否足夠?qū)?2V電池進行再充電。在這種情況下，DC/DC開啟并對12V電池進行充電。通過直流通路在48V車載電網(wǎng)蓄電池和DC/DC之間進行能量交換。車輛末行駛時供電，給12V車載電網(wǎng)蓄電池再充電。12V電池再次充滿電后，會停止充電。如果48V電池電量不足，無法再給12V電池再充電，則會停止充電。在這種情況下，12V車載電氣系統(tǒng)的安全預(yù)防措施生效，例如會進行深度放電保護。

圖5 48V和12V的充電管控

2）低電量下的外部充電 如果48V電池不能提供啟動發(fā)動機所需的足夠電量，則必須對48V車載電網(wǎng)蓄電池充電。這里需要連接一個強電流12V充電器（充電電流>10A）或?qū)⒁惠v發(fā)動機運轉(zhuǎn)的車輛連接到12V跨接啟動連接點上。12V48V電池管理系統(tǒng)識別外部充電并告知48V電池管理系統(tǒng)啟用48V/12V DC/DC并通過來自12V車載電氣系統(tǒng)的能量給48V電池充電。48V電池電量足夠并可再次啟動發(fā)動機。在設(shè)計中，目前是不能考慮外部的48V充電器對48V電池進行直接充電。

圖6 48V網(wǎng)絡(luò)充電器

小結(jié)：這個電池管理系統(tǒng)其實也沒啥，主要是我們需要評估下一步HEV和PHEV電池管理的系統(tǒng)發(fā)展，可能會往完全集成的方向來走。