基于Infineon TLE9012AQU 的 BMS均衡方案

電池作為電動(dòng)汽車(chē)三大件之一，決定著(zhù)續航里程，關(guān)系著(zhù)使用者的安全。當前的技術(shù)水平下，單體電池能提供的容量或電壓都是有限的，電動(dòng)汽車(chē)的電池包都是由大量的單體電池串并聯(lián)而成。顯然，電池廠(chǎng)商的材料、工藝、制程和電池包的組裝、工作環(huán)境溫度、通風(fēng)條件以及電池自然老化等因素造成了電池的不一致性……

解決電池差異的問(wèn)題，不光有電池廠(chǎng)商的品質(zhì)管控，產(chǎn)品設計的綜合熱管理，還有對電池的均衡控制。優(yōu)秀的均衡管理策略能在最大化的利用電池容量提升里程的同時(shí)，科學(xué)的控制電池的充放電深度，保證電池的安全與壽命。簡(jiǎn)單概括，BMS（電池管理系統）是支撐電池系統的安全與效能的關(guān)鍵所在。其主要任務(wù)為采集監控電池狀態(tài)，如：電壓，電流，溫度，絕緣狀態(tài)，荷電狀態(tài)，放電深度，健康狀態(tài)，故障診斷……并將采集到的數據與整車(chē)通訊，協(xié)調其它各個(gè)系統工作。

AURIX系列MCU是32位處理器，主頻200MHz，芯片內部集成硬件加密模塊，擁有豐富的外設接口，功能安全等級最高可達ASIL-D。AURIX系列產(chǎn)品提供各種不同的配置供客戶(hù)根據應用選擇最佳的型號，以實(shí)現更人性化的成本、功能、靈活性。

TLE9012AQU每顆能監控12串電池的電壓和溫度并提供相應的診斷信息，功能安全等級最高可達ASIL-C,支持ASIL-D的版本將于2020年第四季度正式推出。專(zhuān)為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)中使用的鋰離子電池組而設計的被動(dòng)均衡方案。搭配AURIX系列MCU做控制，可以靈活的搭建符合客戶(hù)需求的集中式管理系統或者分布式管理系統。

TLE9012AQU集成150mA均衡開(kāi)關(guān)管，能實(shí)現多通道均衡，也可以為單個(gè)單元進(jìn)行均衡，用戶(hù)還可以搭配外部MOSFET，實(shí)現更大的均衡電流；電池測量單元具有可配置的OV/UV比較器，12個(gè)通道并行采樣，提供16Bit ADC實(shí)現精確的電壓測量；5個(gè)通道用于外部溫度傳感器測量，溫度采樣內置電流源，分辨率優(yōu)于純電阻采樣方式，為系統的熱管理提供精確的數據；內部診斷支持輪詢(xún)定期診斷、固定硬件周期的周期性診斷、連續硬件監視診斷、手動(dòng)觸發(fā)診斷四種機制，能實(shí)現對均衡過(guò)電流/欠電流、電池過(guò)壓/欠壓、芯片內部過(guò)熱、外部電流傳感器錯誤、開(kāi)路錯誤、ADC錯誤、內部電源欠壓、LDO輸出過(guò)流、VIO欠壓等各種診斷；在通訊接口方面TLE9012AQU支持兩種類(lèi)型的物理層：UART和iso UART，搭配TLE9015QU接口芯片，可用于系統中主從設備之間進(jìn)行通信。

?場(chǎng)景應用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?TLE9015QU接口板

?核心技術(shù)優(yōu)勢

（1）：內部均衡開(kāi)關(guān)，均衡電流高達150 mA，也可以外部擴展實(shí)現更大的均衡電流

（2）：16位高分辨率ADC測量，可選測量位長(cháng)

（3）：溫度補償

（4）：內置數字濾波器

（5）：iso UART 2Mbps的高速通信，菊花鏈連接，支持電容隔離和變壓器隔離

（6）：符合ISO-26262標準，支持ASIL-C

?方案規格

（1）：?jiǎn)晤w均衡芯片可以監測12節電池

（2）：支持多達20臺設備的通信

（3）：支持熱插拔

（4）：5路溫度測量

（5）：電池開(kāi)路檢測

（6）：帶保護和診斷功能