【应用】用于电动汽车BMS隔离系统的Silicon Labs系列产品

2019-11-29 Silicon Labs

Silicon Labs推出系列产品——电池管理系统(BMS)用于监视和控制电力存储系统,确保电池的健康,并为车辆系统提供电能。在BMS中,隔离系统的产品在电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)的电气领域有许多用途。

 

 


电动汽车的系统如下图所示。有许多模块使用隔离,:车载充电器(OBC)发动机控制单元,刹车系统,变速箱,加热/冷却单元。BMS管理储存在车载高压(HV)电池中的电力,并为车辆的其余部分提供电能。BMS, dc-dc转换器,牵引逆变器,主要功能包括电池平衡,电池健康和消耗水平,电荷和放电监测,安全保证。所有这些功能都需要电流隔离来分离低电压系统和高电压区域。


电动汽车使用BMS作为主要电池供电,而电动汽车使用BMS作为电池侧供电,与内燃机(ICE)互补。BMS监控电池的电压、电流、温度和损耗水平。其他功能包括监视故障、系统健康状况、可用能量和剩余的有用寿命。单个锂离子电池的电压范围为3 - 4V。它们串联以提供更高的电压,并并联以增加容量。

为了监视模块和单元,BMS可能有一个集中的体系结构,或者一个由一个BMS主机和几个远程BMS单元组成的分布式/模块化体系结构。在分布式BMS系统中,监视单个单元的远程单元可能与BMS主机并行连接,也可能是以菊花链形式串联。在任何情况下,从电池模块或BMS远程单元到BMS主机的连接必须隔离,以保护BMS主机不受电池电压的影响。该图描述了一个分布式BMS,它包含多个单元包,每个单元包都有一个远程BMS控制单元。在这种配置中,远程BMS单元对电池模块内的单元进行测量,并通过与BMS主控制器的串联报告。整个堆栈的电流测量是使用在堆栈底部的分流电阻和一个孤立的电流放大器,如Si892xSi894x。BMS控制器可以通过对各模块的电压求和来计算全栈的电压,但是可以使用电阻分压器和隔离电压传感器(如Si893x)对全栈进行冗余安全检查隔离电压测量。整个系统可以通过汽车总线(如can)进行监视和控制。CAN采用Si86xx等数字隔离器和Si88xx等集成dc-dc电源转换器进行隔离。

 

需要隔离的地方

•电压:保证安全有效的电池电压输出

全电池组隔离电压传感器

电流:保护电池不超载或高充电率

隔离电流传感器监测放电和充电电流

通信:CAN或串口总线用于模块数据

数字隔离器使安全可靠的通信成为可能


solation产品总结

Si86xx系列——通信系统                     

Si892x系列——用于电流分流测量的放大器

Si88xx系列——电力传输通信                       

Si894x系列——用于电流分流测量的Delta-Sigma调制器

Si893xx系列——电压测量放大器


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