基于Infineon TLE9012AQU 的 BMS均衡方案

電池作為電動汽車三大件之一，決定著續(xù)航里程，關系著使用者的安全。當前的技術水平下，單體電池能提供的容量或電壓都是有限的，電動汽車的電池包都是由大量的單體電池串并聯(lián)而成。顯然，電池廠商的材料、工藝、制程和電池包的組裝、工作環(huán)境溫度、通風條件以及電池自然老化等因素造成了電池的不一致性……

解決電池差異的問題，不光有電池廠商的品質管控，產品設計的綜合熱管理，還有對電池的均衡控制。優(yōu)秀的均衡管理策略能在最大化的利用電池容量提升里程的同時，科學的控制電池的充放電深度，保證電池的安全與壽命。簡單概括，BMS（電池管理系統(tǒng)）是支撐電池系統(tǒng)的安全與效能的關鍵所在。其主要任務為采集監(jiān)控電池狀態(tài)，如：電壓，電流，溫度，絕緣狀態(tài)，荷電狀態(tài)，放電深度，健康狀態(tài)，故障診斷……并將采集到的數據與整車通訊，協(xié)調其它各個系統(tǒng)工作。

AURIX系列MCU是32位處理器，主頻200MHz，芯片內部集成硬件加密模塊，擁有豐富的外設接口，功能安全等級最高可達ASIL-D。AURIX系列產品提供各種不同的配置供客戶根據應用選擇最佳的型號，以實現(xiàn)更人性化的成本、功能、靈活性。

TLE9012AQU每顆能監(jiān)控12串電池的電壓和溫度并提供相應的診斷信息，功能安全等級最高可達ASIL-C,支持ASIL-D的版本將于2020年第四季度正式推出。專為混合動力電動汽車，插電式混合動力電動汽車和純電動汽車中使用的鋰離子電池組而設計的被動均衡方案。搭配AURIX系列MCU做控制，可以靈活的搭建符合客戶需求的集中式管理系統(tǒng)或者分布式管理系統(tǒng)。

TLE9012AQU集成150mA均衡開關管，能實現(xiàn)多通道均衡，也可以為單個單元進行均衡，用戶還可以搭配外部MOSFET，實現(xiàn)更大的均衡電流；電池測量單元具有可配置的OV/UV比較器，12個通道并行采樣，提供16Bit ADC實現(xiàn)精確的電壓測量；5個通道用于外部溫度傳感器測量，溫度采樣內置電流源，分辨率優(yōu)于純電阻采樣方式，為系統(tǒng)的熱管理提供精確的數據；內部診斷支持輪詢定期診斷、固定硬件周期的周期性診斷、連續(xù)硬件監(jiān)視診斷、手動觸發(fā)診斷四種機制，能實現(xiàn)對均衡過電流/欠電流、電池過壓/欠壓、芯片內部過熱、外部電流傳感器錯誤、開路錯誤、ADC錯誤、內部電源欠壓、LDO輸出過流、VIO欠壓等各種診斷；在通訊接口方面TLE9012AQU支持兩種類型的物理層：UART和iso UART，搭配TLE9015QU接口芯片，可用于系統(tǒng)中主從設備之間進行通信。

?場景應用圖

?產品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?TLE9015QU接口板

?核心技術優(yōu)勢

（1）：內部均衡開關，均衡電流高達150 mA，也可以外部擴展實現(xiàn)更大的均衡電流

（2）：16位高分辨率ADC測量，可選測量位長

（3）：溫度補償

（4）：內置數字濾波器

（5）：iso UART 2Mbps的高速通信，菊花鏈連接，支持電容隔離和變壓器隔離

（6）：符合ISO-26262標準，支持ASIL-C

?方案規(guī)格

（1）：單顆均衡芯片可以監(jiān)測12節(jié)電池

（2）：支持多達20臺設備的通信

（3）：支持熱插拔

（4）：5路溫度測量

（5）：電池開路檢測

（6）：帶保護和診斷功能