周立功提供符合功能安全的BMS解决方案平台

随着新能源概念的普及推广，新能源汽车也逐步走入了千家万户，然而不断曝光的电动汽车起火事件，让人们对电动汽车的安全性提出了质疑。2018年至今，已有三四十起电动车的着火事件，电动汽车所带来的安全问题成为汽车行业的热点和难点。

在新能源汽车的发展中，动力电池的安全性是一道绕不过去的坎。从统计的汽车起火案例看，动力电池起火的直接原因是电池的热失控。由于目前新能源汽车的能量来源都是锂离子动力电池，电池自身具有一定的内阻，在输出电能的同时会产生一定热量，同时又受到环境温度影响，自身温度变高，当温度超出其正常工作温度范围间时，将会损害整个电池的寿命和安全。

电池管理系统(BatteryManagementSystem，简称BMS)作为保证动力电池安全性的重要技术手段，热管理功能已经成为必备功能。由于电池的表现和使用环境的温度关系很大，只有适宜的温度能最大化发挥电池的潜力，那么就要求热管理系统能实时监测和控制电池的温度。因此，要保证热管理功能持续稳定地发挥作用，一个稳定可靠的的BMS对于新能源汽车是至关重要的。

01方案平台介绍

周立功提供符合功能安全的BMS解决方案，该方案中重要器件均采用了恩智浦提供的符合ISO26262标准的器件，包括微控制器MCU、模拟前端电池控制器IC、系统基础芯片SBC等。

客户借助恩智浦芯片的BMS方案进行设计，能够精确地监测电池电压、温度、电流等重要参数，从而降低动力电池地安全风险。

方案框图如下：

图1 级联BMS方案框图

方案特点与优势如下：

主控芯片选择了NXP的ASIL-D等级MCU---SPC5744P,该系列芯片最高主频可达200MHz，最大Flash空间达2.5M。另外该芯片具有锁步校验核，校验核会执行和主核相同的代码指令，同时比较输出结果，如果发现不匹配，就会触发芯片的FCCU故障响应单元进行处理。非常适合功能安全要求比较高的BMS系统设计。

电源管理芯片选择了NXP的系统基础芯片---FS6500系列芯片，该芯片同样是ASIL-D等级芯片，芯片内部框图如图2所示。该芯片内部集成了DCDC开关稳压器，线性稳压器，能为系统提供多种电源选择。另外该芯片还集成了电源监控和fail-safe安全机制，方便客户设计高安全等级的产品。

图2 FS6500内部框图

前端模拟器件作为BMS采样的直接读取者，它的特性的好坏，直接影响整个BMS的质量，因此它的选取在整个BMS设计中最为重要。该方案中选择了MC33771作为采集芯片。

该芯片主要特性如下：

单芯片可以测量14节电池，宽工作电压范围9.6-61.6V；

支持电流和温度测量。集成7个ADC通道，以及3个独立的16位模数转换器；

支持4MHz的SPI通信，以及2Mb/s的变压器隔离的菊花链通信方式；

集成过压，欠压，过温，欠温等安全功能，同时安全等级达ASIL-C。

另外，该方案还选择了恩智浦的MC33664隔离变压器驱动芯片，MC35xs3400高边开关芯片以及汽车级RTC芯片PCA2129，为客户提供整套打包方案。同时上述所有器件，恩智浦都有对应的Demo板，如图3所示，客户可以直接申请MC3371 DEMO板进行评估测试，帮客户短时间内熟悉本套方案平台，实现可靠，安全和最优成本的电池管理系统方案。

图3 MC33771 Demo板

02小结

BMS技术近年来虽然已经有了很大提升，但有些部分仍不够完善，尤其是安全方面，如何保障BMS系统的安全性，将是接下来很长一段时间的命题。设计满足功能安全标准的BMS产品也将成为一种趋势。周立功满足功能安全标准的BMS解决方案，将会是你正确的选择。