AMS+Infineon 动力电池管理系统（BMS）解决方案

发布时间：2012-05-22 阅读量：4198 来源: 发布人:

中心议题：
     * AMS+Infineon 动力电池管理系统（BMS）解决方案

做为电动车的核心—动力电池的安全一直是电动汽车的难点与重点，谁掌握了动力电池管理技术,谁就掌握了未来电动汽车市场。本文介绍了品佳集团以Infineon高性能16位MCU XC164为平台，辅以AMS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。

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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

动力电池BMS（电池管理系统）

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2.55µsor 2.15µs)
    – 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。