芯耀
与非AI
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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。
