ABB模块RINT-5411C

内容概览

　　1.电动汽车中的分布式电池管理系统
　　电动汽车高压电池组需要复杂的通信系统来传输电池电压、温度和其他诊断信息。

　　2.评估有线与无线解决方案
　　高精度电池监控器可通过有线或无线方式与主机通信，从而传输电池组相关数据。这里说明了分布式电池系统的若干设计注意事项以及利弊权衡。

　　3.在有线或无线环境中使用 TI 电池监控器
　　TI 的专有电池管理系统 (BMS) 协议提供了可靠的高吞吐量、低延迟通信方法，适用于有线和无线 BMS 配置。

电动汽车中的分布式电池管理系统

　　在电动汽车应用中，为了满足交流电机负载的严苛要求，内部电池组电压不低于 800V。这相当于在汽车底盘中串联堆叠 100 个或更多的锂离子电池。制造商急需对高压电池组应用更为*的技术，从而以安全、及时和可靠的方式报告电池诊断信息。一种常见的设计方法是采用分布式电池组系统，它通过在不同的印刷电路板 (PCB) 上连接多个高精度电池监控器，支持包含多节电池的电池组。

　　在有线 BMS 解决方案中，利用双绞线电缆以菊花链方式连接电池监控器，可传输从每个电池模块采集的数据。有线和无线 BMS 解决方案的区别在于，后者使用无线通信接口，而不是菊花链电缆。图 1 展示了适用于 400V 至 800V 电动汽车的典型分布式电池组系统。

 在图1中，有一个子系统包含主机 MCU，它通过控制器局域网总线与车辆的控制单元连接。然后 MCU 处理器驱动电池监控器件连接到电池模块，用来感应电压和温度。所有高压电池组均需要快速与主机 MCU 通信，为了支持这一需求，可以添加任意数量的电池监控器件，具体取决于电池监控器支持的通道数量。系统需要监控和通信的其他常见场景还有，通过高压继电器控制来确保在不使用车辆时安全地断开高压，以及通过电流感应来计算充电状态和了解电池组的运行状况。

 控制周期
        这些应用按定义的周期时间运行，这个时间一般等于，或者是底层伺服电机驱动器的基波控制/脉宽调制(PWM)开关周期的几倍。在图2所示的这种环境中，端到端网络传输延迟是一个重要参数。在每个周期内，电机控制器必须将新位置基准和其他相关信息传输给图1中的各个节点。然后，PWM周期内需要余留足够的时间，以供每个节点使用新位置基准和任何新传感器数据来更新伺服控制算法计算。然后，各个节点通过依赖于工业以太网协议的分布式时钟机制，在同一时间点将更新后的PWM矢量应用于伺服驱动器。根据具体的控制架构，部分控制回路算法可以在PLC中实现，如果在网络上接收到任何相关传感器信息更新后，需要足够的时间才能实现。