电动汽车储能系统中BMS的安全和稳定性是保障其性能的决定性因素,其供电的稳定在其中更是起到较为关键的作用,如何有效地保证BMS上的稳定供电呢?
BMS整体架构
- 集中式:将所有的电气采集部件连接到总控上,电压、电流温度等都传输到主控制器,采集模块和主控模块的信息交互在电路板上直接实现,电路设计相对简单,BMS的安全、稳定性相对较低,易受到干扰。
-
分布式:分为主控制器和从控制器,一个电池包模组配一个从控制器,主控制器只和通讯线连接,主控负责采集的信号线,给从板提供的电源线等必须线束。采集温度、电压的电池模组附件由从控制器负责,最终把采集到的信号通过CAN总线传输给主控模块。通道利用率较高,配置灵活。
图1BMS框架
隔离及通信稳定性对BMS系统的重要性
1.电源隔离
电动汽车动力电池BMS系统中,一台车里有很多BMS模块,每个模块都集中从蓄电池里取电,由于各个模块之间的通信容易相互干扰,为保证BMS单个模块的供电独立性,主控制器与显控单元、高低压控制器、各从控模块接口端通常都需隔离器件来保证供电的连续和稳定。从而保证BMS系统正常工作,防止电池过放过充,并进行温度控制,保障电池组件电压和温度的平衡。因此,BMS系统对电源模块的要求:-
电池供电,宽输入电压范围;
- 模块温升小;
- 长期使用,对可靠性要求高;
-
小体积,低重量,兼容性强,方便方案升级。
2. 通信隔离
基于CAN/485总线在数据通信中的可靠性和实时性,通常BMS通过CAN或485总线与整车控制器(VCU)等其他控制模块进行通信。而由于在动力电池组BMS中节点较多,CAN网络拓扑的方式也比较复杂,易导致整个系统的通信故障,导致BMS对电池实时监测、状态统计、在线诊断与预警、充放电与预充控制等受到影响。电池组的相互连接以及逆变器等串扰会对CAN总线产生很大信号干扰;当电池组负载节点过多时,也会导致通信产生拥堵发生通信堵塞的情况。为保证通信质量,在CAN收发器与微控制器之间通常也需要加入隔离器件。
BMS电源与信号隔离推荐方案
1. 电源隔离电源方案
E_UHBDD-6W电源模块,产品性能提升,适用于绝大多数复杂恶劣的工业现场应用,是BMS系统直流供电的理想解决方案,采用业内先进的拓扑结构方案,大幅提升电源转换效率,效率最高可达86%,有效降低电源温升,大程度保证用户产品的可靠性,是板级直流供电的理想解决方案。
2. 通信隔离方案
致远电子超过二十年的电源设计及工艺经验积累,将自主电源IC与成熟SiP工艺结合,推出高集成度总线隔离方案,能有效解决总线干扰、通信异常等问题。产品有“三合一”全隔离芯片以及DC-DC电源隔离芯片不同方案,满足不同客户的需求。SM15xx系列全隔离CAN收发芯片相较于传统模块方案,在超小、超薄的DFN封装内部集成完整的CAN总线隔离电路,支持CAN及CAN FD协议,波特率覆盖40K~5Mbps,工作温度覆盖-40℃~125℃,满足各类复杂恶劣的工业现场CAN总线隔离需求。
SM45xx全隔离RS-485收发芯片基于ZLG自主电源IC设计实现威廉希尔官方网站 创新,相较于常规产品,其内置短路保护、过温保护等保护电路,并且支持3.3V~5V宽压输入,结合产品优异的收发器电平兼容特性,可兼容3.3V和5V系统,满足绝大多数RS-485总线隔离设计需求。
全工况隔离P0505FT-1W电源芯片,超高集成度,仅为9.00*7.00*3.00mm;效率高达83%;超低静态功耗,低至10Ma;支持持续短路保护,自恢复,能够为用户I/O及通信隔离等应用提供标准、可靠的供电解决方案。
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原文标题:【解决方案】如何有效地保证BMS上的稳定供电?
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