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刀片電池系統的拆解之CMU的設計

汽車電器電路電瓶學習中心 ? 來源:汽車電子設計 ? 作者:汽車電子設計 ? 2021-08-14 16:36 ? 次閱讀

昨天發的關于刀片電池CMU中,有些個人判斷是錯誤的,寫錯了就要認。這次問題,也讓我覺得:對技術的評價判斷,特別在對別人的設計評價時,應該更克制,除非你不寫,或者花了很大的成本和精力去研究,否則在某些技術認定方面容易發生錯誤。

當然我還是愿意繼續個人對這些技術判斷和探討,通過這些討論,能精進自己的業務;對我自身的批評也是有則改之無則加勉。

本篇文章一方面對上篇文章做一些勘誤,另一方面對比亞迪CMU的設計走向做一些判斷。

一、 兩代CMU

先說一下對漢CMU的信息更正,評論區里面主要提供的信息包括:

有均衡,是內置均衡方案;

有電芯溫度檢測,NTC是貼在電芯上的,通過復用通信連接器實現的,不是在PCB反面;

我們對這塊板進行復盤和對比下:早期:在沒有采用菊花鏈的方案,是采用外部均衡的方案,如下所示,這個我們不多說了,NTC的采集是在模組里面,和CMU設計沒關系,屬于模組設計的一個環節。

中期:這是PHEV的設計,采用外部的被動均衡,注意這個電芯的容量在33、37和40Ah三種規格,由于采樣的線束采用連接器,所以NTC也是隨著模組設計也就是之前我們看到的FPC的模式

2020年的設計方案:

看整塊板子,一共只有4個三極管,電阻主要是在采樣連接下端共14個,這是我沒注意到的地方。這里采用了外部均衡電阻+內置三極管均衡的模式。

我們通常的設計,是采用CMU的電連接直接從板上往電芯上面測量溫度,如果按照當前的留言區的說法(我相信這是真的),是在這個6pin的連接器上面,掛入一個NTC。你仔細數下邊左邊為4個pin,右邊為6個pin。11個電芯采集一路NTC。從物理連接上來看,只有這樣一種可能性,因為下面背板是光的,只有測試點,而且CMU和模組的連接都是電源

也就是說這是一個設計方向的問題,在電子管理系統迭代過程中,電芯的容量變大了,均衡電流的能力變小了。這是一個Apples to Apples的問題,說沒有是我不對。但是控制對象不僅是從標準模組轉換到CTP的粘膠模式,還可能導致這個均衡能力下降。

如果在同等測試環境下,能做測試,應該能得到更準確的結論。不過做這個測試其實還是蠻復雜的,一方面需要購入實物板,一方面需要破解這個板子的菊花鏈協議,放入環境箱里面做實驗。備注:其實本博的經費是沒有的,寫到現在純粹是博主本人愛好二、技術討論的重點講別人家的孩子哪里不好,其實有風險的。

要是我設計的產品被人說不好,我也不爽要懟回來。不過我主要是想通過對技術的討論,來探討未來在CTP下面,CMU怎么做。這個刀片電池的CMU設計問題,我們也看到了,可以從幾個維度去探討,當然無所謂對錯,只有選擇。

維修性:由于CMU和模組是硬連接,如果CMU壞了,這個包只能打開,剪掉之后再裝一個,從可維修性來看應該考慮得不多;而且還帶來一個問題,就是如果這個CMU上的部件壽命受限,會拉低整個電池包的壽命。

均衡電流大小:均衡電流的設計分為三個檔次:200mA、100mA和50mA,按照朋友的說法,刀片電池的單通道考慮最高設計100mA(這是常溫的名義值),如果同一個組電池均衡可能需要降額。按照未來演進方向的Spec,可能往50mA來設計。

備注:當前用的AFE和這個原理是一致的,具體的規格參數支持是不同芯片不同的能力,但是長期來看會有相當比例用。

溫度采樣的準確性和數量:如上所述,每11個電芯一個傳感器,通過連接器的復用直接貼在電芯上面。這個具體的做法,我后續再找圖片仔細看一下。問題是如何讓這個連接可靠,做法是采用表貼SMD的NTC嵌入銅/鋁排,這里本身有個電芯和銅/鋁排溫度差。

成本:剛才已經分析過了,長度2000mm*70mm左右的PCB,特別是由于長度因素,在邊緣的電阻受力情況需要著重來考慮。

當然這些技術的分析其實也沒那么重要,反正好不好,實踐中的損益是每家公司自己去做評估,和其他人無關。重要的是從長期性來看,比亞迪在導入自己的MCU系列,包括BF7006AMXX,AFE也開始逐步使用自己的BF8915-1(16通道的采集芯片)。

這個也是留言里面提到,短期內漢EV還是采用國外芯片,長期來看刀片電池系統逐步會導入這個設計。我覺得我們應該關注目前B家在汽車電子芯片的嘗試,C家對BMS和CMU的芯片進行飽和式的投資,未來可能在電池管理系統方面會率先實現國產化,跟蹤這個的意義比較大。

小結:我以后盡量把值得商榷的部分拿出來討論,避免可能是我的失誤(錯誤認知)導致一些錯誤的結論。如果錯了也能給大家提供一個越辯越明的探討環境。供各位參考。

編輯:jq

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原文標題:刀片電池系統的拆解3——CMU信息更正&補充

文章出處:【微信號:gh_c9c741f44fcf,微信公眾號:汽車電器電路電瓶學習中心】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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