刀片電池系統(tǒng)的拆解2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計

7月份寫了這篇文章《刀片電池系統(tǒng)的拆解1 電子電氣設(shè)計》,今天接著梳理一下電池管理系統(tǒng)。我盡量客觀地分享,歡迎大家在留言區(qū)暢所欲言。

一、刀片電池系統(tǒng)的采樣線路

(1)從整體的基本線路連接來看,刀片電池系統(tǒng)設(shè)計的出發(fā)點(diǎn),是在電芯層面提高集成效率,也正是這樣,比亞迪似乎把CMU這個部件當(dāng)導(dǎo)線來用,如下圖所示。

刀片電池系統(tǒng)的拆解2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計的圖1

圖1 EV的刀片系統(tǒng)在采樣系統(tǒng)環(huán)節(jié)省略了采樣線

這個電池系統(tǒng)由于長度很長,用了大量的PCB來實(shí)現(xiàn)連接的功能(每塊CMU有22個采樣點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)11節(jié)電池的采樣),由于刀片電池是多節(jié)串聯(lián),所以使用的CMU是根據(jù)總電量和串?dāng)?shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

刀片電池系統(tǒng)的拆解2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計的圖2

圖2 CMU的情況

(2)CMU的設(shè)計

下面有一張圖,CMU通過激光焊接的方式固定在了電芯的輸出極上面,也達(dá)到了把CMU支撐起來的效果。整塊板主要包含AFE和菊花鏈的芯片。在這里最重要的是,比亞迪把均衡電路給干掉了,沒有放電電阻、沒有控制放電電阻的三極管。只保留輸入的濾波電路和通信電路。這個CMU的設(shè)計,有幾點(diǎn)特殊的地方:

  • 均衡電路的設(shè)計
  • 似乎也沒有電芯溫度的采樣,只靠AFE的板載溫度傳感器來替代
備注:這個可以大家一起來討論下,從長期的演進(jìn)來看,BMS不帶均衡可以么?比亞迪在三元版本的產(chǎn)品中還是帶著均衡電路的,到了刀片電池的版本

刀片電池系統(tǒng)的拆解2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計的圖3

圖3 刀片電池系統(tǒng)的CMU
二、主控電路
我目前找到的資料顯示,刀片電池系統(tǒng)主要分兩個版本,分別為3連接器和4連接器。兩個版本相同的部分是:CMU通信電路接口、對外通信控制接口、兩個繼電器控制和電流Shunt的接口三部分。

刀片電池系統(tǒng)的拆解2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計的圖4

圖4 比亞迪刀片電池系統(tǒng)的BMS
在之前PHEV的系統(tǒng)版本中,比亞迪做過一個CMU+轉(zhuǎn)接系統(tǒng)+BMU的三層結(jié)構(gòu),這個胡搖扇兄弟做過一個基礎(chǔ)的分析,我直接引用過來。

刀片電池系統(tǒng)的拆解2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計的圖5

圖5 比亞迪在PHEV上的轉(zhuǎn)接(來源:胡搖扇)
這個主控芯片采用了相似的MC9S12XET256,包含低邊驅(qū)動來控制繼電器,以及模擬部分采樣來采樣傳感器。這個比較簡單,就不多說了。


小結(jié):拆解五菱Mini EV和漢EV的電池管理系統(tǒng),給我的直觀感受是一樣的:在電池管理系統(tǒng)的設(shè)計方面,越往后面走,逐漸在把原來的設(shè)計一步一步地省略,這種做法好像正在放棄對車載系統(tǒng)設(shè)計的全面性的考慮。如果按照我之前積累的工程思維理念,反正這兩款車我是有點(diǎn)做不下去了。

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