做為電動(dòng)車的核心—動(dòng)力電池的安全一直是電動(dòng)汽車的難點(diǎn)與重點(diǎn)，誰掌握了動(dòng)力電池管理技術(shù)，誰就掌握了未來電動(dòng)汽車市場。本文介紹了品佳集團(tuán)以Infineon高性能16位MCU XC164為平臺(tái)，輔以AMS高精度、零溫漂的動(dòng)力電池電流檢測芯AS8510的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）解決方案。
一、 動(dòng)力電池BMS（電池管理系統(tǒng)）
二、 電池管理系統(tǒng)主要有三個(gè)功能：
1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測電池狀態(tài)。通過檢測電池的外特性參數(shù)（如電壓、電流、溫度等），采用適當(dāng)?shù)乃惴ǎ瑢?shí)現(xiàn)電池內(nèi)部狀態(tài)（如容量和SOC等）的估算和監(jiān)控，這是電池管理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵；
2. 在正確獲取電池的狀態(tài)后進(jìn)行熱管理、電池均衡管理、充放電管理、故障報(bào)警等；
3. 建立通信總線，向顯示系統(tǒng)、整車控制器和充電機(jī)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
三、實(shí)物圖片——Infineon MCU XC164主控模塊
四、XC164功能簡介
1. 高性能16-bit CPU管道與5-Stage
- 25 ns在40 MHz CPU指令時(shí)鐘（單周期執(zhí)行）周期時(shí)間
- 1-Cycle乘法（16×16位），背景部（32 / 16位）21周期
- 1-Cycle Multiply-and-Accumulate（MAC）的說明
- 16兆字節(jié)總數(shù)為代碼和數(shù)據(jù)的線性地址空間
- 1024字節(jié)片內(nèi)的特殊功能寄存器區(qū)（C166 系列兼容）
2. 16-Priority-Level中斷系統(tǒng)與多達(dá)63源，采樣率下調(diào)至50 ns
3. 8-Channel中斷驅(qū)動(dòng)的單周期數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施通過
4. 外設(shè)事件控制器（PEC）， 24-Bit覆蓋總地址空間的指針
5. 時(shí)鐘發(fā)生器通過片PLL，或通過預(yù)分頻器
6. 片上內(nèi)存模塊
- 2 KB片雙口RAM（雙口RAM）
- 2千字節(jié)的片上數(shù)據(jù)SRAM（DSRAM，XC164GM-8F只）
- 2 KB片上程序/數(shù)據(jù)SRAM（PSRAM）
- 64字節(jié)（XC164GM-8F）或32字節(jié)（XC164GM-4F）片計(jì)劃
7. 內(nèi)存（閃存）
8. 片上外設(shè)模塊
– 14-Channel的A / D轉(zhuǎn)換器與可編程分解（10-bit或8-bit）和轉(zhuǎn)換時(shí)間（下至2.55µsor 2.15µs）
– 16-Channel通用捕捉/比較單元（CAPCOM2）
–多功能通用定時(shí)器單元與5定時(shí)器
–兩個(gè)同步/異步（USART接口）串行通道
–兩個(gè)High-Speed-Synchronous串行通道
–片TwinCAN接口（修訂版2.0B活動(dòng)）消息對(duì)象與32（完整的CAN /基本可以）對(duì)兩個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)功能
–片實(shí)時(shí)時(shí)鐘，由主振蕩器驅(qū)動(dòng)
9. 空閑，睡眠和掉電模式和靈活的電源管理
10. 振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器和看門狗
五、AS8510功能特點(diǎn)
1. 內(nèi)部2路獨(dú)立的16位ADC轉(zhuǎn)換，以及可編程的取樣速率，取樣速率達(dá)100K/s。
2. 零漂移（zero offset）
3. 130db動(dòng)態(tài)范圍，4段增益調(diào)節(jié)，分別 5， 25， 40 and 100倍4個(gè)改變?cè)鲆嬖O(shè)置，提高精準(zhǔn)度
4. 完全附合AEC Q 100 汽車集成電路應(yīng)力測試認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，每一顆IC都有唯一的ID。
5. 分開的電流和電壓同頻檢測通道；
6. 內(nèi)部高精度參考電壓源，20mV，高精度參考電壓源+/-20ppm；
7. 集成一片RC振蕩器，2%精度；
8. 電壓檢測通道可復(fù)用為溫度檢測通道；
9. 30uA Standby mode current.待機(jī)電流；
10. SSOP20 Packager.
11. AMS電池高邊（正極）降壓IC AS8525功能
- 高精度電壓衰減；
- 精確差分增益放大，有效減少共模干擾；
- 電源重啟功能，可調(diào)節(jié)過溫重啟；
- 集成正常情況看門狗和休眠（Standby mode）狀態(tài)看門狗；
- Load dump protection （42V） for all battery supplied pins， LIN bus pin， and Enable pin
- 內(nèi)置針對(duì)所有電池串反極性保護(hù)功能，通過LIN Pin檢測，最高-27V；
- 過溫報(bào)警Shutdown functions。
12. 主動(dòng)均衡管理IC AS8505功能特點(diǎn)：
- AS8505 Cell Balancer / Monitor電池主動(dòng)均衡，20mV的精度在全溫度范圍；
- 同步的，精確的電池電壓比較；
- 主動(dòng)的配平衡，最多14電池單元；
- 市面這類產(chǎn)品多為被動(dòng)測量，需要電池單元參與進(jìn)來，不能快速精確的跟蹤每顆電池單元的電量。