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[经验] AMS+Infineon动力电池管理系统解决方案

2018-12-5 09:56:26  656 Infineon 动力电池 AMS
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随着能源短缺及环境日益恶化的影响,人们正在关注以动力电池为驱动力的电动车,各大厂企及电池厂都在投入研发新型产品,做为电动车的核心-动力电池的安全使用被提到重要地位。
品佳集团携旗下代理的Infineon(英飞凌)和AMS(奥地利微电子),以英飞凌高性能16位MCU XC164为平台,辅以奥地利微电子的高精度、零温漂的动力电池电流检测芯AS8510的动力电池管理系统(BMS)解决方案。
一、 动力电池BMS(电池管理系统)

二、 电池管理系统主要有三个功能:
1. 实时监测电池状态。通过检测电池的外特性参数(如电压、电流、温度等),采用适当的算法,实现电池内部状态(如容量和SOC等)的估算和监控,这是电池管理系统有效运行的基础和关键;
2. 在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等;
3. 建立通信总线,向显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。
三、实物图片--InfinEON MCU XC164主控模块

四、XC164功能简介
1. 高性能16-bit CPU管道与5-Stage
- 25 ns在40 MHz CPU指令时钟(单周期执行)周期时间
- 1-Cycle乘法(16×16位),背景部(32 / 16位)21周期
- 1-Cycle Multiply-and-Accumulate(MAC)的说明
- 16兆字节总数为代码和数据的线性地址空间
- 1024字节片内的特殊功能寄存器区(C166 系列兼容)
2. 16-Priority-Level中断系统与多达63源,采样率下调至50 ns
3. 8-Channel中断驱动的单周期数据传输设施通过
4. 外设事件控制器(PEC), 24-Bit覆盖总地址空间的指针
5. 时钟发生器通过片PLL,或通过预分频器
6. 片上内存模块
- 2 KB片双口RAM(双口RAM)
- 2千字节的片上数据SRAM(DSRAM,XC164GM-8F只)
- 2 KB片上程序/数据SRAM(PSRAM)
- 64字节(XC164GM-8F)或32字节(XC164GM-4F)片计划
7. 内存(闪存)
8. 片上外设模块
– 14-Channel的A / D转换器与可编程分解 (10-bit或8-bit)和转换时间(下至2.55?sor 2.15?s)
– 16-Channel通用捕捉/比较单元(CAPCOM2)
–多功能通用定时器单元与5定时器
–两个同步/异步(USART接口)串行通道
–两个High-Speed-SynchrONous串行通道
–片TwinCAN接口(修订版2.0B活动)消息对象与32(完整的CAN /基本可以)对两个CAN节点和网关功能
–片实时时钟,由主振荡器驱动
9. 空闲,睡眠和掉电模式和灵活的电源管理
10. 振荡器的可编程看门狗定时器和看门狗

五、AS8510功能特点:
1. 内部2路独立的16位ADC转换,以及可编程的取样速率,取样速率达100K/s.
2. 零漂移(zero offset)
3. 130db动态范围,4段增益调节,分别 5, 25, 40 and 100倍4个改变增益设置,提高精准度
4. 完全附合AEC Q 100 汽车集成电路应力测试认证标准,每一颗IC都有唯一的ID.
5.  分开的电流和电压同频检测通道;
6. 内部高精度参考电压源,20mV,高精度参考电压源+/-20ppm;
7. 集成一片RC振荡器,2%精度;
8. 电压检测通道可复用为温度检测通道;
9.  30uA Standby mode current.待机电流;
10. SSOP20 Packager.
11. AMS电池高边(正极)降压IC AS8525功能
- 高精度电压衰减;
- 精确差分增益放大,有效减少共模干扰;
- 电源重启功能,可调节过温重启;
- 集成正常情况看门狗和休眠(Standby mode)状态看门狗;
- Load dump protection (42V) for all battery supplied pins, LIN bus pin, and Enable pin
- 内置针对所有电池串反极性保护功能,通过LIN Pin检测,最高-27V;
- 过温报警Shutdown functions.
12. 主动均衡管理IC AS8505功能特点:
- AS8505 Cell Balancer / Monitor电池主动均衡,20mV的精度在全温度范围 ;
- 同步的,精确的电池电压比较;
- 主动的配平衡,最多14电池单元;
- 市面这类产品多为被动测量,需要电池单元参与进来,不能快速精确的跟踪每颗电池单元的电量

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