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探討一下BMS上幾種常見的Pyrofuse驅(qū)動(dòng)芯片的電源架構(gòu)

12/04 12:00
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一晃到12月份了,一年匆匆而過,過幾天估計(jì)就要寫年終總結(jié)了,但感覺一年也沒干啥呀。

針對(duì)Pyrofuse以及其驅(qū)動(dòng)電路,之前有兩篇文章介紹過,其中對(duì)于驅(qū)動(dòng)芯片,在接觸與使用了更多的型號(hào)之后,有些想總結(jié)的東西,今天就一起看下。

CG985

Pyrofuse驅(qū)動(dòng)芯片最早接觸是在MODEL 3上,其BMS使用來自于博世的CG985,主要用于安全氣囊上,它擁有4個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出通道,可同時(shí)接4路Pyrofuse,MODEL 3 BMS上實(shí)際只用一路,外部使用的ER電容容量為2200uF,平均每一路550uF。

其簡(jiǎn)要供電架構(gòu)如下圖:未經(jīng)過升壓電路,由外部直接供提供電壓源,用于給ER電容充電以及點(diǎn)爆Pyrofuse使用。

在分析其高壓電源的那一篇文章中,有介紹CG985的供電來自于BMS板上的高壓隔離電源,如下圖:此路電源供電為25V,由高壓電池隔離降壓得到,這個(gè)需要考慮這個(gè)大容量ER電容的啟動(dòng)預(yù)充問題,MODEL 3是一個(gè)比較特殊的應(yīng)用案例。

L9678P

然后看下來自于ST的L9678P這個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片,同樣也是一個(gè)4通道輸出,用于安全氣囊上的專用芯片,實(shí)際我們也只用一個(gè)通道。

其芯片電源設(shè)計(jì)上,輸入端接到12V小電池,其外部增加了一路BOOST,將12V升壓到一個(gè)可配置的23V或33V,然后這個(gè)電壓再通過一個(gè)恒流源再給ER電容充電。

此電源架構(gòu)可以等效成下面這個(gè)圖:12V升壓后,沒有直接給ER電容供電,而是通過中間的電流源給ER電容充電,這樣的好處是可以有效避免上電時(shí)的電流沖擊;而升壓的好處是即可以穩(wěn)定后級(jí)的電源、又可以提高點(diǎn)爆時(shí)需要的能量,還可以減小ER電容的容值。

L9965P

這個(gè)芯片目前是比較新的型號(hào),同樣也是來自于ST,它的特點(diǎn)是單路輸出通道,會(huì)更匹配BMS上的應(yīng)用,用于降本。

這個(gè)芯片與之前的L9678P相比,除了通道減少之外,又將中間級(jí)的充電電流源也去掉了,即由BOOST直接給ER電容充電,所以需要注意與避免BOOST啟動(dòng)時(shí)的電流過流問題。

DRV3901-Q1

如下圖:此型號(hào)來自于TI,也是目前主流推薦用于BMS上的型號(hào),是單路通道輸出。

其應(yīng)用的框圖如下,可以看到外部電路比較簡(jiǎn)單,其沒有BOOST升壓電路,ER電容直接由12V供電。

等效電源架構(gòu)如下,它與CG985類似,只不過由12V直接供電;直接由12V供電的缺點(diǎn)是這個(gè)電壓不穩(wěn)定,當(dāng)小電池電壓較低時(shí),需要更大的ER電容容量來保證點(diǎn)爆時(shí)的能量需求,當(dāng)然也可以由外部SBC的BOOST來供電,確保供電電壓不會(huì)很低;另外還有就是要注意冷啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流影響。

總結(jié):

Pyrofuse驅(qū)動(dòng)芯片是一個(gè)復(fù)雜芯片,而且目前又有功能安全的要求,其使用也比較復(fù)雜;這次將主流的幾個(gè)芯片供電架構(gòu)都簡(jiǎn)單梳理了一下,希望對(duì)大家后續(xù)使用有所幫助;以上所有,僅供參考。

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公眾號(hào)“新能源BMS”主筆,從事新能源汽車電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作,具體為BMS硬件設(shè)計(jì)工作將近10年,在幾個(gè)大的主機(jī)廠都工作過;希望通過文字,把一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)分享給大家,共同成長。