进阶的电动两轮车:更低成本,更高性能的BMS解决方案
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作者 :Jayden Li 电动两轮车作为国内主要的中短途代步工具,截止到2020年,中国市场的保有量已经超过3亿辆。这是一个非常庞大的市场,可以说几乎每家
作者:Jayden Li
电动两轮车作为国内主要的中短途代步工具,截止到2020年,中国市场的保有量已经超过3亿辆。这是一个非常庞大的市场,可以说几乎每家每户都有一辆电动两轮车。针对这样一个市场巨大的应用,本文将对TI的典型BMS解决方案进行介绍。
虽然锂电池相比铅酸电池具有更高的能量密度和性价比,并且在新国标的驱动下将成为电动两轮车的主流,但不可忽视的是锂电池相比铅酸电池而言,危险性更高,若不谨慎对待,很容易发生失火,爆炸等危险,因此这也对BMS解决方案提出了更高的要求。
面对由锂电池组提供动力的电动两轮车应用,TI提供了有竞争力的BMS解决方案。按照电池串数,我们可以将电动两轮车大致分为电动自行车(≤16S) 和电摩(》16S)两类。
电动自行车
电动自行车通常为16S及其以下的电池包。以16S电动自行车电池包为例,下图是一个典型的基于TI产品的BMS解决方案。关键器件采用了TI的最新产品,具有更低成本的同时具备更高的性能,帮助大家实现更优的BMS设计。
宽输出范围直流变换器输出特性
从结构上看,我们可以大致分为5个部分:
·电池监控与保护
·电池管理与控制
·充放电功率通路
·通信与传感
·辅助电源
下面针对各个部分的关键器件进行介绍:
电池监控与保护
该部分主要包括模拟前端和二次保护芯片。该部分主要是对每一节电池进行监控和保护,防止电池超出安全工作区,引发危险。
·模拟前端:BQ76952
BQ76952是TI最新一代的高串数模拟前端,它支持3-16串的应用。同系列的产品还有BQ76942和BQ769142,分别支持3-10串和3-14串的应用,使用者可按照实际需要进行选择。BQ769x2集成了过压,欠压,过温,过流,短路等应对各种故障情况下的一次保护。支持I2C、SPI、HDQ等多种通讯方式。集成了内部电池均衡,同时也支持外部均衡。此外BQ769x2还支持乱序上电,极大节省了产线装配时间及其成本。而集成的高边驱动,相比上一代产品BQ769x0,对于高边保护的应用,可以节省一颗驱动IC—BQ76200。并且BQ76952不仅可以和MCU搭配使用,也可以脱离MCU,独立运行,适用于低成本的应用场合。
·二次保护:BQ77216
为了避免因为模拟前端故障,导致电池包处于没有保护的危险境地,通常还会有二次保护,在发生严重故障并且一次保护没有动作时,二次保护启动,熔断保险丝,避免危险发生。
BQ77216是TI最新的针对电动两轮车应用所开发的二次保护芯片,也是笔者所知目前为止市面上第一款且唯一一款支持16串的二次保护芯片。以往的方案都是采用若干颗5S的二段保护IC, 如BQ7718加上一些外围的逻辑以及阻容进行级联使用。单芯片的方案不仅节省了成本,而且简化了设计与布板的难度,提高了
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