朱玉龙

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刀片电池系统的拆解 2 电池管理系统设计

环形隧道

2021-08-08

7 月份写了这篇文章《刀片电池系统的拆解 1 电子电气设计》,今天接着梳理一下电池管理系统。我尽量客观地分享,欢迎大家在留言区畅所欲言。

刀片电池系统的采样线路

(1)从整体的基本线路连接来看,刀片电池系统设计的出发点,是在电芯层面提高集成效率,也正是这样,比亚迪似乎把 CMU 这个部件当导线来用,如下图所示。

图 1 EV 的刀片系统在采样系统环节省略了采样线

这个电池系统由于长度很长,用了大量的 PCB 来实现连接的功能(每块 CMU 有 22 个采样点,可实现 11 节电池的采样),由于刀片电池是多节串联,所以使用的 CMU 是根据总电量和串数进行调节的。

图 2 CMU 的情况

(2)CMU 的设计

下面有一张图,CMU 通过激光焊接的方式固定在了电芯的输出极上面,也达到了把 CMU 支撑起来的效果。整块板主要包含 AFE 和菊花链的芯片。在这里最重要的是,比亚迪把均衡电路给干掉了,没有放电电阻、没有控制放电电阻的三极管。只保留输入的滤波电路和通信电路。这个 CMU 的设计,有几点特殊的地方:

均衡电路的设计

似乎也没有电芯温度的采样,只靠 AFE 的板载温度传感器来替代

备注:这个可以大家一起来讨论下,从长期的演进来看,BMS 不带均衡可以么?比亚迪在三元版本的产品中还是带着均衡电路的,到了刀片电池的版本

图 3 刀片电池系统的 CMU

主控电路

我目前找到的资料显示,刀片电池系统主要分两个版本,分别为 3 连接器和 4 连接器。两个版本相同的部分是:CMU 通信电路接口、对外通信控制接口、两个继电器控制和电流 Shunt 的接口三部分。

图 4 比亚迪刀片电池系统的 BMS

在之前 PHEV 的系统版本中,比亚迪做过一个 CMU + 转接系统 + BMU 的三层结构,这个胡摇扇兄弟做过一个基础的分析,我直接引用过来。

图 5 比亚迪在 PHEV 上的转接(来源:胡摇扇)

这个主控芯片采用了相似的 MC9S12XET256,包含低边驱动来控制继电器,以及模拟部分采样来采样传感器。这个比较简单,就不多说了。

小结:拆解五菱 Mini EV 和汉 EV 的电池管理系统,给我的直观感受是一样的:在电池管理系统的设计方面,越往后面走,逐渐在把原来的设计一步一步地省略,这种做法好像正在放弃对车载系统设计的全面性的考虑。如果按照我之前积累的工程思维理念,反正这两款车我是有点做不下去了。

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