先从电流采集这里来说,最早接触到这种单独的电流传感器模块是Isabellenhuette的这种集成式一体的模块,结构非常紧凑,电流采样的精度也很高,更厉害的一点是直接集成了SOC的测量到这个模块里面去。
后来又多了一些无接触的电流传感器,例如LEM基于磁通门的电流传感器,Honeywell基于霍尔的电流传感器,还有BOSCH的磁通门电流传感器。各家的造型跟LEM这个基本上是一模一样的。
(资料图片)
后来随着ADI的ADBMS2949和ADBMS2950的推出,以及一些高精度带运放的ADC芯片ADS7951,慢慢的开始有厂家将电流采集的电路集成到BMS主板上去,以此来降低BMS总的成本。
此前将分流器跟PCB耦合的方式也逐渐改成了将分流器布置在与PCB有一段距离的位置,因此现在很多分流器是集成了一个小PCB板在上面,方面连接器的焊接和线束连接,另外也为了满足功能安全的双路冗余采样,留有两路采样接口。
并且这一类的芯片还集成了高压采样和绝缘检测的功能,让BMS开始走向芯片集中化的构架了。
前段时间了解到,各家在推广更为激进的BJB(Battery Junction Box)结构,相当于是可以通过菊花链让软件和硬件实现结构上的解耦,也给当前各家极度推崇的域控架构提供了解决方案上的可能。以TI的BQ79631为例,这款BJB的芯片,集成了如下功能:
1、 继电器控制(通过GPIO口控制驱动芯片来实现)
2、高压检测
3、电流采样
4、温度检测
5、绝缘检测
基本上把BMS里面涉及到的硬件接口功能全部包含进去了。并且预留了URAT接口,保障它本身除了菊花链的接口,还能通过UART接口与MCU进行通讯,保障在异常情况下丢失通讯或者主程序出问题的时候,Safety MCU仍然能够通过接口断开高压继电器,也是一种功能安全的机制。
这种全新的拓扑根据TI的推荐方式用到极致的方案就是将BMS的算法全部上移,挪到一个只有算法的MCU板上,BJB的本体仅保留接口的驱动与电池的检测功能。并且为了保障系统的安全性,增加功能安全的备份MCU,相当于将以前一个很强大的MCU更换成了一个仅具备基础功能的小MCU即可。
这种推荐的方案可能更利于电池包内的单板布置,但是从成本上并没有看到很极致的优势。并且所有的控制全部通过菊花链来实现,对于高压检测,绝缘检测,继电器控制等这些功能,通讯的速率是否能够保障没有影响系统运行的延迟。这个可能要等到实际应用的时候才能更好的去评估。