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问界M5电池包上的一款BMS控制板学习与分析(下)---高压电路分析

10/24 11:27
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十一过后有段时间了,最近工作上有点忙哈,回到家倒头就睡;上周日赶紧找时间一个人做到电脑旁,没人打扰,慢慢写东西的时候感觉真好。

今天继续分析问界M5使用的来自于CATL的BMS控制板,今天学习其高压部分电路

高压电路的TB面如下图所示,其采样只有一个连接器输入,为直插12PIN封装引脚之间有割槽处理;大致看下器件,干簧管使用了2个,光MOS与数字隔离器也有若干个,这个板子我最近找了一下,有好几个迭代版本,尺寸、布置都是大同小异的,但是器件、电路确实有更新变化。

高压采样输入

每一条采样输入线上,其入口端都会经过一个高压电容滤波,再经过一个磁珠后连至板内;此高压电容为2.2nF,2220封装,另外一端连接到了高压地;磁珠为1206封装,而且在地线处使用两个磁珠串联;高低压的两个地之间使用两个串联安规电容连接,容值为4.7nF,来自于禾伸堂;这些器件的使用,相信很多都是实际EMC测试时做的有效整改措施,后面就一直沿用下来。

如下图红框内,这条线就是高压参考地,使用了两个磁珠串联的形式。

高压采集电路

从单板的B面可以明显看出,在高压电路部分有两个独立地的ADC电路,如下图:这里分为ADC1和ADC2来介绍,先看左边这个ADC1。

这个ADC的型号为TI的ADS7951-Q1,是一个12位、8通道、SPI接口的SAR型ADC,它需要隔离供电与隔离通信,所以在板上可以找到推挽电源与数字隔离器等器件,这些不赘述。

ADC1承担了大部分的高压采样功能,如PACK电压、正极继电器前后端的电压、绝缘检测观测点等,采样方案为直接的电阻分压;高压采样的分压电阻呈黑色,貌似是KOA的高精度厚膜电阻。

ADC2来自于TI的ADS1018-Q1,为12位、4通道、SPI接口的Σ-Δ类型ADC,其供电与隔离通信方案是相同的,不赘述;这个ADC主要用于检测负极继电器后端的电压,所以ADC2的参考地是独立的一个。

绝缘检测电路

绝缘检测电路也是典型的电桥法,这个板子上有两个干簧管,分别是高压正对地、高压负对地的开关,这个方案我在小米SU7的BMS也看到过。

一共有4个桥臂、2个观测点,分别采集正对地、负对地的电压,其中负对地的观测点在ADC1上,正对地的观测点在低压端的MCU上面;四个桥臂中,有两个桥臂有开关控制,其余两个桥臂是常闭的,相信大家能了解大概的方案了。

负极继电器粘连检测电路也是有的,只是它与高压检测电路是合并的,就没细说。

总结:

最近一直查问题,痛并快乐着;以上所有,仅供参考。

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公众号“新能源BMS”主笔,从事新能源汽车电池系统设计工作,具体为BMS硬件设计工作将近10年,在几个大的主机厂都工作过;希望通过文字,把一些设计经验和总结分享给大家,共同成长。