分功率板和控制板但是可以整合在一起的BMS的产品

引言

接昨天的文章，我们首先来看一下这款分功率板和控制板但是可以整合在一起的BMS的产品，这个板子其实是能代表未来48V和HEV电池系统板的结构，把采集、控制+功率部分高度整合。这个覆盖从0.5kwh-2kwh的功率电池系统，未来是否能覆盖10kwh以下的低成本PHEV电池系统还需要看采集ASIC的演变情况。备注：Preh宣传的视频，我剪辑了一下，可以参考下

01

48V集成的采集板

从系统上来看，电池管理系统肯定是往简单化和小型化的方向走，48V系统有个先天的优势就是电池的串数比较少，需求功率也相对比较低，48V的电压可以比较容易被功率开关所覆盖。所以Preh来设计这个BMS做了一体化，采集+管理+功率切断，这其实是我们未来设计电池管理系统的最终级的追求，完全的一体化。

图1 Preh设计的集成板

所以这个爆炸图很有意思，功率部分和控制部分绑在一起，然后把这个电池管理系统很完美的结合在了一起。

图2 集成式48V电池管理系统爆炸图

当然，这块板设计时间可能比较久了，按照Preh的SOP的时间为2017年，电源管理采用了Infineon TLF35584；管理上采取了两颗MCU，主控制得MCU是Infineon TC277TP ，隔离侧采用Infineon TLE9842，其中隔离芯片采用了3颗Silicon Labs Si8422 ，采集芯片采用了TI bq76PL455A，这个可以采集16通道的电芯，实际使用采集12颗电芯。电流采集芯片采用的是AMS AS8510。

图3 电池管理系统控制板

在功率板上，采用了Gate Driver - Infineon TLE9180D ，MOSFET是作为切断Infineon的 IAUT300N08S5N012 。如下所示，这里使用了大量的板载铜排走线，把线缆给完全取代了。

备注：这里的最大的门槛，就是铜牌在PCB底板的连接，这个板子的工艺，包括板子的散热设计是一个很大的考验。从功率电子来看，日本和德国工程师在这个PCB的设计上还是具备一些美感的。

图4 电池管理系统功率板

02

48V 电池系统的管控

在设计过程中，因为有两颗电池，所以正常的电池能量管控，是通过48电池给12V电池充电，可以减小 12V电池的尺寸并减轻重量。

1）12V电池管理系统检测到12V电池充电量低，会将再充电的请求发送至48V电池管理系统。48V电池管理系统检查并确认48V电池中的电量是否足够对12V电池进行再充电。在这种情况下，DC/DC开启并对12V电池进行充电。通过直流通路在48V车载电网蓄电池和DC/DC之间进行能量交换。车辆末行驶时供电，给12V车载电网蓄电池再充电。12V电池再次充满电后，会停止充电。如果48V电池电量不足，无法再给12V电池再充电，则会停止充电。在这种情况下，12V车载电气系统的安全预防措施生效，例如会进行深度放电保护。

图5 48V和12V的充电管控

2）低电量下的外部充电 如果48V电池不能提供启动发动机所需的足够电量，则必须对48V车载电网蓄电池充电。这里需要连接一个强电流12V充电器（充电电流>10A）或将一辆发动机运转的车辆连接到12V跨接启动连接点上。12V48V电池管理系统识别外部充电并告知48V电池管理系统启用48V/12V DC/DC并通过来自12V车载电气系统的能量给48V电池充电。48V电池电量足够并可再次启动发动机。在设计中，目前是不能考虑外部的48V充电器对48V电池进行直接充电。

图6 48V网络充电器

小结：这个电池管理系统其实也没啥，主要是我们需要评估下一步HEV和PHEV电池管理的系统发展，可能会往完全集成的方向来走。