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蜂巢能源的一款BMS控制板學習與分析(中)低壓電路學習與分析

05/16 15:25
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閱讀需 5 分鐘
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最近一段時間白天沉迷工作,其余時間就想躺平,有點累,實在沒精力和心思坐下來寫東西,很有負罪感,調整這些天后,決定痛定思痛,老老實實回歸正常。

這次繼續(xù)分析之前蜂巢能源的BMS控制板。

這個板子是把高壓電路與低壓電路集成在一起的,目前確實這種集成式類型的控制板挺多的,主要目的是為了降低成本,現(xiàn)在BMS廠家太卷了,成本一直在壓縮,賺錢好難。

先看下整個板子的高低壓隔離區(qū)域劃分,T面如下圖所示:分成了高壓采樣電路、菊花鏈通信電路與低壓電路三個部分,模塊是與連接器靠近的。

B面隔離區(qū)域劃分如下圖,高壓采樣電路與T面對稱;然后菊花鏈電路B面就剩下低壓電路了,因為網(wǎng)絡變壓器在T面,沒有打過孔。

然后再看下低壓電路上面的功能模塊大致劃分,T面劃分如下,模塊劃分還是比較清晰的,下面把關鍵模塊介紹下。

電源與最小系統(tǒng)

主電源選擇的SBC芯片NXP的FS6513,是BMS上比較常見的型號,不多介紹;12V電源輸入通過二極管做防反,并放置了SMC封裝的TVS(在B面),型號為TPSMD24CA,這個板子上一共放置了4顆同型號TVS,分布在不同的功能模塊上。

MCU選擇的是NXP的SPC5746,也是BMS上常見的系列,外置20MHZ晶體,來自NDK;MCU未選擇BGA封裝,原因可能是IO資源需求不大。

CAN電路

整個CAN電路的大致拓撲結構如下,一共有4路CAN,其中有1路為隔離CAN,有1路是SBC自帶的CAN收發(fā)器;另外2路比較特別,首先它們的CANHCANL接到了一起,其中1路為TCAN4550,它是支持CANFD功能的控制器+收發(fā)器,因為5746不支持CANFD,另外1路為TJA1145,我確認了半天,發(fā)現(xiàn)二者確實是將CANHCANL接到了一起,但不了解其具體作用。

看下隔離的這路CAN,T面如下圖,收發(fā)器供電也要隔離電源,所以使用了推挽隔離電源供電,其電源芯片型號為廠家的SN6501。

B面如下圖,因為使用推挽隔離電源,輸出不穩(wěn)定,所以后面增加了LDO;還可以看到隔離芯片,來自于ADI的ADuM121N;至于做成隔離CAN的原因可能這路是充電CAN,來提升防護能力,就像儲能BMS上做成隔離形式的CAN、485電路。

最后看下支持CANFD的控制器芯片,如下圖:它使用外置的40MHZ晶體,也是來自NDK。

這個CAN控制器典型應用電路如下:其內部集成了CAN收發(fā)器、LDO功能。

驅動電路

驅動電路大致分成了如下兩部分:驅動電路1用于主繼電器驅動,一共4路高邊+4路低邊,應該也是雙邊驅動同一路繼電器,其中高邊芯片為VNQ7140,集成了4個通道,而低邊驅動選用的是BTF3050,是單路的,所以使用了4個;另外,驅動電路1的12V供電輸入使用了PMOS開關控制,端口放置了SMC的TVS;驅動電路2用于驅動電流比較小的負載,端口未加控制開關,但同樣布置了TVS。

驅動電路2使用的驅動芯片是MC33880,內部框圖如下圖:這個芯片輸出端MOS的D與S極都連接到外面,所以可以根據(jù)需求配置成高邊驅動或者低邊驅動。

總結:

以上所有,僅供參考。

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蜂巢能源

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蜂巢能源科技股份有限公司前身是長城汽車動力電池事業(yè)部,2018年注冊成立蜂巢能源科技有限公司并從長城汽車剝離獨立,2021年改制為蜂巢能源科技股份有限公司,總部位于江蘇常州,是專業(yè)鋰離子電池系統(tǒng)提供商,專注于新能源汽車動力電池及儲能電池系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。主要產(chǎn)品包括電芯、模組及電池包及儲能電池系統(tǒng),并可根據(jù)客戶需求為其提供動力電池及儲能產(chǎn)品整體解決方案。

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公眾號“新能源BMS”主筆,從事新能源汽車電池系統(tǒng)設計工作,具體為BMS硬件設計工作將近10年,在幾個大的主機廠都工作過;希望通過文字,把一些設計經(jīng)驗和總結分享給大家,共同成長。