800V高壓BMS:如何做到係統架構升級,組件成本下降?
發布時間:2022-12-13 來源:NXP 責任編輯:wenwei
【導讀】各種電池結構都有其固有的優缺點。汽車OEM廠商需要分析並確定哪種架構更適合自己的生產模式,同時保持係統價格競爭力。使用兩個獨立的400V電池是解決這一挑戰的創新性解決方案。
兩塊400V的電池在充電時可以串聯 (總共800V),減少充電時間,而在驅動時可以並聯(400V)。從而保證標準的大容量400V傳動係統部件 (如逆變器和車載充電器) 在使用時,其容量和範圍不受影響。
圖1:使用TPL的800V HVBMS架構
這種方法允許快速充電和複用現有的400V解決方案,對於設計人員兩全其美。成本在掌控之中,而充電速度更快將帶來巨大的競爭優勢,更能吸引消費者。
圖2:xEV動力的關鍵係統
上圖顯示了電動汽車動力的關鍵係統。圖中為主高壓 (HV) 電池及其管理係統。低電壓(LV) 側為鉛酸電池或鋰電池,電壓通常為12~14V,可以提供車內照明、門鎖、導航和駕駛輔助係統所需的較低電壓。12V電池還可作為備用電源,在主高壓電池無法供電的情況下接管關鍵安全功能,如轉向。
renhejiejuefangandouyoubuketuoxiedebiaozhun,wulunchengbengaodi。qichebixujubeigongnenganquanxing,wulunzainalichushou,doubixufuhesuoyouxiangguananquanhehuanbaofagui。ciwai,qichehaixuyaotigongxiaofeizhexinyidegongnengheyoushi,zhejiuyiweizheqichebixujuyouzugoudexuhangnengli、性能和舒適度以及時尚感。
滿足設計要求同時,如何降低成本?
首先應查看其物料清單 (BOM) 上的組件。看看物料清單是否最簡化?是否可以使用成本更低、集成度更高的替代產品替換某個組件?替換某個組件是否會帶來其他方麵的好處,例如利用處理器或片上係統 (SoC) 減少所需外部部件數量?
例如,模擬前端 (AFE) 是電池管理係統 (BMS) 的重要組成部分,不僅能從電池單元獲取數據,還能對所得數據進行數字化和調節。通過使用高度集成的AFE (如恩智浦MC33775A,14通道的電池單元控製器),可以減少所需的電纜數量,降低BOM的成本並削減整體係統成本。
然後,設計人員可以考慮生產和製造過程。能否選擇可以自動化組裝的組件來降低成本?
此ci外wai,通tong過guo可ke跨kua多duo種zhong車che型xing複fu用yong和he擴kuo展zhan的de模mo塊kuai化hua設she計ji,是shi否fou可ke以yi節jie約yue成cheng本ben?這zhe種zhong方fang法fa現xian在zai非fei常chang普pu遍bian,用yong統tong一yi的de汽qi車che平ping台tai支zhi持chi各ge種zhong車che型xing。也ye就jiu是shi說shuo,汽qi車che廠chang商shang不bu僅jin可ke以yi為wei消xiao費fei者zhe提ti供gong多duo種zhong選xuan擇ze,還hai不bu會hui造zao成cheng開kai發fa成cheng本ben激ji增zeng,甚shen至zhi還hai能neng從cong組zu件jian成cheng本ben的de規gui模mo經jing濟ji中zhong受shou益yi。例li如ru,大da眾zhong汽qi車che將jiang恩en智zhi浦pu的deBMS係統引入其MEB平台,大大降低了該係統在多款車型上的推廣難度,大眾計劃在2029年之前向市場推出多達75款全電動汽車,采用BMS係統將帶來很大的優勢。
圖3:恩智浦汽車充電方案示意
深入了解BMS
BMS將從電池收集分析數據,以確定電池的SoC和健康狀態 (SoH)。BMS可以使用這些數據來管理電池以獲得高性能、高續航和高使用壽命,還可以診斷任何問題。
在這篇文章中,我們研究了設計人員如何降低電動汽車的成本,特別是與BMS相關的組件成本。雖然這些一般原則適用於各種電動汽車,但在轉向800V架構時可能尤為重要,因為采用800V架構可能組件成本更高,部件替代來源更少。
(本文作者為恩智浦BMS應用團隊首席功能安全架構師Emiliano Mediavilla Pons和恩智浦BMS營銷團隊的產品經理Konrad Lorentz)
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