在2019年的五一前,写过一篇关于均衡电路的文章(聊聊AFE的均衡功能电路),两年过去了,对于均衡电路的选择有了些新的认知,这次再总结下。

 

 

这次想探讨的主题是当下外置均衡与内置均衡方案的选择。先简单聊一下AFE目前的产品近况,业界几大主流厂家的主要AFE方案如下表,可能不完全准确,但是也差不多了;看这些AFE的产品路线图,主流都集中在14s左右,后面还向更高串数发展,而且新品都是力推内置均衡方案的。

 

 

目前市面上面的BMS产品,基本都是被动均衡方案;其中内置均衡与外置均衡方案二者都存在,具体谁多谁少前几天在公众号做了调研,大概有400多水友投票,结果是内置均衡比例最高。

 

 

当下新设计大都选择了内置均衡方案,例如下图中的国产MODEL 3采样板。

 

 

外置均衡在几年前的设计中更多些,例如下图中的MODEL S的采样板。

 

 

国内BMS产品的例子就更多了,下图为B公司的某款采样板,用的是外置均衡方案。

 

 

下图为C公司的某款采集板,选择的是内置均衡方案。

 

 

外置均衡与内置均衡的几个重要选择依据均衡电流相比内置均衡,外置均衡的电流可以做到很高;但实际中我统计过各BMS厂家所选取的均衡电阻,单通道等效阻值都在30Ω~80Ω之间,这样按照单体电压4.3V计算,实际的均衡电流大小是54mA~143mA;一般AFE内部均衡MOS可以通过的电流在200mA~300mA之间,这样看来内置均衡方案是可以满足一般需求的。(下图来源于NXP的MC33771C)

 

 

功能安全诊断至于说功能安全,它作为BMS产品的亮点来讲,新方案如果做不到安全目标ASIL C等级,都不好意思去客户那里讲PPT。而且很多AFE的安全机制的实现方案是与内置均衡方案挂钩的,例如ADI的6815,如下图所示:AFE内部的ADC不仅可以通过(Cn~Cn-1)来检测电压,还可以通过(Sn~Sn-1)来做备份采样;如果使用外部均衡方案,相关的安全机制是实现不了的,直接出现了单点故障。

 

 

成本成本简单来讲,外置均衡更贵毋庸置疑:每个通道多了一个MOS开关、两个普通电阻,甚至还要加一个稳压二极管,如下图(来自ADI官网),粗略估计单通道要增加2~4毛钱左右的成本。

 

 

抗浪涌性能除了AFE自身不支持内置均衡这个理由外,目前选用外置均衡最大的优势就是抗浪涌性能要优于内置均衡方案;下图为内置均衡的电路方案,其均衡引脚Sn外部只经过几十欧姆的均衡电阻就直接连到了电芯处,而Cn线上面的串阻会达到几百欧姆,所以Sn引脚会相对更容易被浪涌损坏。

 

 

但是如果采用外置均衡方案,如下图所示,Sn引脚就被3.3KΩ电阻与PMOS隔离了一下,要比上面的耐受性能提高很多。

 

 

总结:最近最火的话题就是上海车展,朋友圈各种展车照片在晒着,可惜没有时间去见识一下;这是五一前最后一篇,大家节后见了;以上所有,仅供参考。