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接连意外自燃惹争议,电动汽车如何用BMS来“消消火”?

2019-06-19来源: EEWORLD关键字:BMS

近日,上海一辆Tesla Model S电动豪华轿车在地下车库里,在未启动、未碰撞、未充电的三“未”状态下无端自燃。无独有偶,同一天,西安蔚来授权服务中心一辆正在维修的蔚来ES8电动汽车也发生了自燃,为这场电动汽车的信任危机火上浇油。后经相关部门初步判定,两次自燃皆由于电池短路导致。

 

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Tesla Model S电动豪华轿车自燃(图片来源于网络)

 

一辆电动汽车的充电过程有三个关键角色:电芯、BMS电池管理系统以及传感器,三者之间的完美配合将使电动汽车充电状态下的安全更有保障,否则可能导致自燃现象。其中,BMS能够让电动汽车与动力电池有良好的“沟通”,并保证电池组在安全区间里运行。此外,BMS还能根据环境温度、电池状态以及车辆需求等因素调整电池的充放功率等。近日,全球领先的高性能模拟技术企业ADI电池管理系统资深应用工程师王成在某论坛上发表演讲,详细介绍了ADI高性能高可靠性的锂电池管理系统。


 

多维提升, BMS“硬”实力这样炼成

 

众所周知,按照电动汽车对电池管理的需求,BMS具备的功能包括SOC/SOH(充电状态/运行状态)估算、故障诊断、均衡控制、热管理和充电管理等。ISO26262定义的功能安全标准涵盖了产品的管理、开发、生产、经营、服务和报废等阶段,覆盖产品的整个生命周期,产品开发时主要关注的阶段有概念、系统级开发、硬件开发和软件开发等阶段。在功能安全概念阶段要做系统危害分析和风险评估,得出汽车安全完整性等级ASIL(Automotive Safety Integrity Level),ISO26262标准规定了A到D四个安全等级,其中D级为最高等级,相应的需求最为苛刻。

 

在得出安全等级ASIL后,需要设立安全目标(Safety Goal),并提出相应的安全需求(Safety Requirement)和安全机制(Safety Mechanism),并在必要的时候做功能安全等级分解。据王成介绍,一般而言主流车厂认为BMS应该需要达到的安全等级至少是ASIL-C,而ADI的BMS产品在开发时,对其功能安全从信号采集诊断、温度监测、FTTI等多方面进行了充分验证,并且提供了外部器件的故障的诊断覆盖方法,树立了高性能高可靠性BMS系统的行业标准。

 

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ADI BMS产品设计的四大理念

 

ADI BMS产品的另一大优势在于锂电池的管理精度,无论面对什么环境,都能把精度误差控制在非常小的范围内,且可以保持十年不变。这就能让车厂以及电池供应商大胆使用它的电池容量,不会因为精度不够而缩手缩脚,也能在同样电池容量下提高电动汽车的整体续航里程。“能做到这样成绩主要是因为ADI BMS产品内嵌了一个被称为Buried Zener Reference的技术,这是个非常稳定的基准源,能够给测量系统提供很精确的特性。”王成解释道。

 

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Buried Zener Reference技术为系统提升测量精度

 

此外,随着主机厂对动力电池的轻量化、降成本变得越来越敏感,为了进一步推动电动汽车的发展,ADI推出了无线BMS,去除了汽车的线缆连接,降低了汽车重量的同时减小了系统的复杂度,并增加了系统的可靠性。无论是CAN总线还是isoSPI总线,采用菊花链方式将电池监控芯片串联起来,一旦某处连接出现问题,整个系统都将瘫痪,而无线通讯BMS可以减少接插件失效风险,单点的失效对整体的影响有限。

 

 

揭秘ADI高压电池管理IC,实现先进BMS系统少不了它


事实上,ADI 已经在汽车电池行业深耕多年,从第一款电池管理IC开始,ADI坚持以最好的产品性能提供最优秀的BMS解决方案。目前产品已经发展到第五代,在性能和功能安全方面都做到了业界顶尖。

 

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ADI电池管理IC的研发历史

 

据王成分享,在铅酸电池管理领域,ADI 占有绝对市场份额,现在也已经延伸至锂电池领域,同样拥有很高的市场份额。ADI 的多节电池、高电压电池组监视器系列是完整的电池监视IC,它们内置了 16 位 ADC、精准的电压基准、一个高电压输入多路复用开关MUX和一个SPI/isoPSI接口。可以把这些器件以菊花链的方式串联起来 (无需使用光耦合器或光隔离器)以监视到长串联接电池中每节电池电压。LTC6811 / LTC6812 / LTC6813 / LTC6810 多节电池的电池组监视器,就是专为汽车和运输机械应用,满足 AEC-Q100 标准。

 

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ADI完整的电池组监视IC

 

在演讲上,王成重点介绍了ADI电池组监视器LTC681X系列。以ADI 第四代锂电池组监控 IC产品LTC6811为例,这是一款面向混合动力/电动汽车的完整电池测量器件,能够测量多达12个串接式电池的电压,并具有优于0.04%的准确度。多个LTC6811可采用菊花链连接,该IC也可提供业界最快的转换速度和最佳数据保护。此外,LTC6811与SmartMesh无线网格网络系统相结合,更是可解决汽车配线线束和连接器所引起并长期存在的可靠性问题。

 

结束语

 

BMS控制方法作为动力电池中心控制思想,直接影响动力电池的使用寿命及电动汽车的安全运行与整车性能,对续航更是具有重大影响。因此,做好电池管理系统,将极大促进电动汽车的长期发展。ADI从开发高性能高可靠性BMS系统做起,持续为汽车产业添砖加瓦,致力于带领我们进入一个更智能、环保、安全的电动汽车时代。

 



关键字:BMS

编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic465146.html
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