如何最大限度地发挥电动汽车电池的全部潜力

来源:盖世汽车快讯时间:2022-02-15 17:52:27

电动汽车的迅速普及加速了电池技术的创新,其中包括电池管理半导体。其中一个重要方面是集成,集成可带来简化设计、提高安全性和性能等优势。该领域的新进展将有助于最大限度地发挥电动汽车电池的潜力,同时又不会损害电池的健康和安全。

保障安全和能效

电动汽车电池发生故障的原因有很多。碰撞后的机械应力或损坏可能会击穿电池组或损坏单个电池芯。过度充电等电应力也可能会导致安全问题,并缩短整体电池寿命。

电池管理系统(BMS)有助于监测电动汽车电池的安全性和能效。系统的主要功能是确保电池组中的每个锂离子电池运行的电压、电流和温度都处于安全运行区(SOA)内。脱离安全运行区(SOA)可能会导致严重后果,例如电池出现重大故障,或者更严重的是热失控。因此,电池接线盒(BJB)特别重要。

恩智浦汽车充电解决方案为电池安全保驾护航

电池接线盒在系统中起着重要作用

电池接线盒(BJB)是电池管理系统(BMS)中的3个功能模块之一。接线盒可测量并记录电池总电压和进出电池的电流,从而精确计算其充电状态(SOC)。这可以实现精确的里程计算,让驾驶员知道电池还能够驱动车辆行驶多少千米。它还实现了安全关键功能,如接触器和隔离监测,以及过流检测。BJB需要满足汽车应用ASIL C级或D级电流和电压测量功能安全要求。

高压系统通信面临的挑战是如何将低压半导体(12V)与高压(400V)电池侧隔离开。在这方面,过去与BMU的通信是通过CAN总线进行的,但通过变压器物理层(TPL)以菊花链形式连接BJB是一个有吸引力的替代方案。TPL接口专为BMS设计,支持高达2kV的高隔离电压。这种解决方案具有多种优势,包括更强劲的电磁兼容性(EMC)特性、更高的高压隔离、更快的通信速度和同步测量。其结果是降低了与本地软件有关的复杂性,并降低了物料成本。

作为独立模块,BJB需要自带软件的板载MCU

功能安全环境中的通信

使用灰色通道方法可以实现功能安全通信。灰色通道是一个抽象术语,指通过本质上不安全的通道进行的安全传输。虽然不能为其分配ASIL等级,但它被视为质量管理(QM)等级,这是最低的安全等级。因此,灰色通道允许使用质量管理(QM)级的设备建立ASIL级的通信路径。要在系统层面实现ASIL评级,需要确保在整个通信路径中数据都不会被操纵。从源头对数据实施保护,在目的地将其解码。由于数据在源头受到了保护没有被操控,在数据传输的整个过程均可进行错误检测,因此在该过程中发生的情况可以忽略不计。

在BJB中使用灰色通道方法,可以将信息从BJB转移到电池管理单元(BMU),而无需对通信设备进行额外的安全保护工作。

集成解决方案有助于节省时间和成本

专门针对BJB应用的新兴半导体在一个设备中集成了所有必要功能。举例来说,恩智浦的MC33772C通过库仑计数提供从毫安到千安的精确电流传感。

该设备提供多种先进的电压和温度测量功能,带有诊断功能的内置平衡晶体管简化了BJB应用。它还支持标准SPI和与MCU的隔离菊花链通信,能够处理和控制多达63个节点。其他诊断和功能安全功能包括检测内部和外部故障,例如开路、短路和泄漏。这款稳定耐用的设备符合AEC Q-100标准,可热插拔,支持ISO 26262标准,具有高达ASIL D的安全等级。

MC33772C结构框图:6通道锂离子电池控制器IC

这种设计简化加快了一级供应商和汽车制造商的产品上市速度,减少了相关的开发成本,同时提高车辆的续航里程和安全性,延长电池寿命,加快向零碳排放运输的转型。

开发板现已供货,请在此处开始您的下一个设计。

作者:

恩智浦半导体电池管理系统产品经理,Konrad Lorentz

Konrad Lorentz拥有德国劳特林根大学(Reutlingen University)国际项目工程学士学位。2020年,他通过一篇关于“汽车价值链”的论文加入恩智浦,目前担任BMS营销团队的产品经理。

关键词:

相关阅读

推荐阅读

信贷创新高 金融数据表现亮眼

信贷创新高 金融数据表现亮眼

2022年开年,金融数据表现亮眼。2月10日,央行发布2022年1月金融统计数据报告。数据显示,1月人民币贷款增加3 98万亿元,创下单月增量历史更多

2022-02-11 10:29:13
循环水高密度养鱼  味美价高省土地

循环水高密度养鱼 味美价高省土地

近日,记者来到位于河池市金城江区九圩镇大村村的陆基圆池循环水养殖基地走访。这里是养鱼基地,但却不见一方鱼塘,放眼望去,只见一个个由更多

2022-02-09 13:53:21
个股逆势上涨  破净股为何成为抗跌的避风港

个股逆势上涨 破净股为何成为抗跌的避风港

市场持续调整,以银行股为代表的破净股出现明显抗跌的情形,甚至有部分个股逆势上涨,其中最大的原因在于这些个股的安全边际较高。一直以来更多

2022-02-09 13:46:11
海目星发布公告:进入未经核实名单无不利影响

海目星发布公告:进入未经核实名单无不利影响

2月8日晚间,海目星(688559)发布公告称,公司关注到美国商务部工业与安全局(BIS)于近日发布了更新的未经核实名单(Unverified List,简称UV更多

2022-02-09 13:44:52
老股东红杉中国持续加码 太极图形完成5000万美元A轮融资

老股东红杉中国持续加码 太极图形完成5000万美元

2月8日,据开源图形基础设施与数字内容创作云平台太极图形官方消息,该公司完成了A轮5000万美元融资。本轮融资由源码资本、GGV纪源资本、BA更多

2022-02-09 13:43:43
*ST新亿连续两个跌停  投资者应提高警惕

*ST新亿连续两个跌停 投资者应提高警惕

公司及实控人被公安立案侦查的消息披露后,*ST新亿(600145)连吃两个跌停,并于1月18日股价跌破1元 股,收于0 97元 股。这也意味着,*ST新亿更多

2022-01-19 12:27:21
资本加速涌入 自动驾驶真的“香”吗

资本加速涌入 自动驾驶真的“香”吗

作为公认的汽车行业的未来,对自动驾驶虎视眈眈的入局者越来越多,资本也在加速涌入。Wayve,一家依靠机器学习为核心科技的英国自动驾驶初更多

2022-01-19 12:26:04
东方锆业披露2021年度业绩预告  现归属净利润约为1.4亿元

东方锆业披露2021年度业绩预告 现归属净利润约

1月18日晚间,东方锆业(002167)披露2021年度业绩预告显示,公司预计报告期内实现归属净利润约为1 4亿元-1 8亿元,同比扭亏。东方锆业表示,更多

2022-01-19 12:25:08
+ 点击查看更多精彩
东北华北黄淮等地有小到中雨 南方局地伴有短时强降水
      中新网4月22日电 据中央气象台网站消息,22日白天,东北地区...
壹图|所谓“保护地球”,其实在拯救人类自己
多地推出义务教育阶段课后延时服务 家长有何期待?
      92 9%受访家长期待落实好学生课后延时服务  对于课后服务...
人脸识别频现雷区 超六成受访者吁健全相关法律法规
      过半受访者对人脸识别技术使用心存疑虑  66 1%受访者呼吁...
    资讯播报