学习分析一款CATL宁德时代设计的BMS电流采样产品

创业资讯
2024 11-20 18:22:20
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最近降温,有点感冒,身体不太舒服;话说这年纪大了,身体是一天不如一天,想当年,我也是篮球队主力啊,虽然是班级的。

前面学习问界M5的BMS硬件设计时,聊到其使用的电流采样方案(如下图),是一个单独的电流采样模块(CSU);实际上CATL的这套BMS方案不仅用在问界上,其他很多主机厂也有使用,例如理想等,今天就单独把这个电流采样模块学习总结下。

CATL的这套电流采样方案是采用霍尔传感器与CSU+SHUNT两条采样路径,这样做是为了实现更高的功能安全等级。

霍尔传感器

先看下此霍尔传感器,是来自于LEM的HAH1DRW 1500S系列产品,它是基于开环霍尔原理,输出电压信号。

具体使用方法如下图(来自于LEM官网):BMS需要给其供电,并检测开环霍尔返回的电压信号;其使用单电源5V供电即可,输出的offset为2.5V,当电流方向不同时,输出会基于offset上下2V左右变化。

此开环霍尔的采样精度如下表(来自于LEM官网),最大达到3.25%,所以此开环霍尔一般是用于冗余采样对比,不会用于SOC的计算。

CSU

接下来看下电流采样模块(CSU),如下图所示:产品尺寸大概为85mm*78mm*25mm,分为上下两部分壳体,塑料材质,呈黑色;对外有两个连接器,贴片封装。

取走上盖如下图:单板看起来也比较清晰,四角用螺钉固定。

直接看下这个PCBA板,T面如下:尺寸大概为73mm*67mm*10mm,1.6mm厚,猜测是4层板;单板上所有器件都有涂覆三防漆,对外有只两个连接器,一个4PIN,一个5PIN;单板上最小器件封装为0603。

B面如下图:可以发现B面虽然没有布置任何器件,但主要区域也涂覆了三防漆。

然后看下这个单板的功能模块划分,如下图:也比较清晰,左侧为高压采样电路,主要是电流采样功能,右侧是低压电路,主要是供电与通信;其对外为CAN通信,通过纳芯微的数字隔离芯片连接到高压电路的MCU,此MCU型号为NXP的MM9Z1J638BM2EP,这个芯片之前在介绍MODEL S Plaid的小电池BMS时有学习过,这里不赘述。

隔离电源是常见的推挽电源方案,高压两端有安规电容跨接,用于解决EMC问题,并使用了两个串联。

SHUNT

最后,使用的SHUNT如下图,是带有PCB小板的类型,板上有个5PIN的连接器,其中2PIN用于NTC,2PIN用于电流采样,剩下中间的1PIN是地线;这个地方注意下NTC的布置位置,这里是布置在最中心处,对应温度最高点。

PCBA的表面器件都有涂覆三防漆,NTC封装为0603,电容封装为0805,连接器为贴片类型,可能来自于MOLEX;PCB厚度为1.6mm。

最后,此SHUNT尺寸为8436、4mm厚度,25uΩ,可能来自于厂家乾坤,外表面镀锡。

总结:

夜深了,刚码完字,睡觉;以上所有,仅供参考。

(来源:与非网)
The End
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