在2019年的五一前,寫過一篇關(guān)于均衡電路的文章(聊聊AFE的均衡功能電路),兩年過去了,對于均衡電路的選擇有了些新的認(rèn)知,這次再總結(jié)下。
這次想探討的主題是當(dāng)下外置均衡與內(nèi)置均衡方案的選擇。先簡單聊一下AFE目前的產(chǎn)品近況,業(yè)界幾大主流廠家的主要AFE方案如下表,可能不完全準(zhǔn)確,但是也差不多了;看這些AFE的產(chǎn)品路線圖,主流都集中在14s左右,后面還向更高串?dāng)?shù)發(fā)展,而且新品都是力推內(nèi)置均衡方案的。
目前市面上面的BMS產(chǎn)品,基本都是被動(dòng)均衡方案;其中內(nèi)置均衡與外置均衡方案二者都存在,具體誰多誰少前幾天在公眾號(hào)做了調(diào)研,大概有400多水友投票,結(jié)果是內(nèi)置均衡比例最高。
當(dāng)下新設(shè)計(jì)大都選擇了內(nèi)置均衡方案,例如下圖中的國產(chǎn)MODEL 3采樣板。
外置均衡在幾年前的設(shè)計(jì)中更多些,例如下圖中的MODEL S的采樣板。
國內(nèi)BMS產(chǎn)品的例子就更多了,下圖為B公司的某款采樣板,用的是外置均衡方案。
下圖為C公司的某款采集板,選擇的是內(nèi)置均衡方案。
外置均衡與內(nèi)置均衡的幾個(gè)重要選擇依據(jù)均衡電流相比內(nèi)置均衡,外置均衡的電流可以做到很高;但實(shí)際中我統(tǒng)計(jì)過各BMS廠家所選取的均衡電阻,單通道等效阻值都在30Ω~80Ω之間,這樣按照單體電壓4.3V計(jì)算,實(shí)際的均衡電流大小是54mA~143mA;一般AFE內(nèi)部均衡MOS可以通過的電流在200mA~300mA之間,這樣看來內(nèi)置均衡方案是可以滿足一般需求的。(下圖來源于NXP的MC33771C)
功能安全診斷至于說功能安全,它作為BMS產(chǎn)品的亮點(diǎn)來講,新方案如果做不到安全目標(biāo)ASIL C等級(jí),都不好意思去客戶那里講PPT。而且很多AFE的安全機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方案是與內(nèi)置均衡方案掛鉤的,例如ADI的6815,如下圖所示:AFE內(nèi)部的ADC不僅可以通過(Cn~Cn-1)來檢測電壓,還可以通過(Sn~Sn-1)來做備份采樣;如果使用外部均衡方案,相關(guān)的安全機(jī)制是實(shí)現(xiàn)不了的,直接出現(xiàn)了單點(diǎn)故障。
成本成本簡單來講,外置均衡更貴毋庸置疑:每個(gè)通道多了一個(gè)MOS開關(guān)、兩個(gè)普通電阻,甚至還要加一個(gè)穩(wěn)壓二極管,如下圖(來自ADI官網(wǎng)),粗略估計(jì)單通道要增加2~4毛錢左右的成本。
抗浪涌性能除了AFE自身不支持內(nèi)置均衡這個(gè)理由外,目前選用外置均衡最大的優(yōu)勢就是抗浪涌性能要優(yōu)于內(nèi)置均衡方案;下圖為內(nèi)置均衡的電路方案,其均衡引腳Sn外部只經(jīng)過幾十歐姆的均衡電阻就直接連到了電芯處,而Cn線上面的串阻會(huì)達(dá)到幾百歐姆,所以Sn引腳會(huì)相對更容易被浪涌損壞。
但是如果采用外置均衡方案,如下圖所示,Sn引腳就被3.3KΩ電阻與PMOS隔離了一下,要比上面的耐受性能提高很多。
總結(jié):最近最火的話題就是上海車展,朋友圈各種展車照片在曬著,可惜沒有時(shí)間去見識(shí)一下;這是五一前最后一篇,大家節(jié)后見了;以上所有,僅供參考。