【世说芯品】1颗芯片监测18节电池，这个BMS“大前锋”了不得

 

 

18节电池串联在一起，如果一不小心短路了，会发生什么事呢？最近妮姐就安排了一个18节电池监测的实验。但，不好意思，你们想看的冒烟、着火，一个都没发生。

 

 

技术型授权代理商Excelpoint世健，提供了ADBMS1818评估板和DC2026控制板，让妮姐有机会亲自上手测试，第一次测量这么多节电池。

不测不知道，ADBMS1818的优点还不少：

 

精度高：1片ADBMS1818能提供18路高精度电压测量通道，以及最多9路温度的测量通道，总测量误差（TME）小于3.0 mV，所有18个单元都可以在290µs的时间内完成测量。无论是测量通道数量，还是测量精度，ADBMS1818都是数一数二的顶尖水平。

够稳定：抗共模电压的能力间接决定了系统锂电池承载串数，以及可靠度。ADBMS1818有着高抗共模电压的能力，最高可到112V的电压等级。

同时ADBMS1818内部集成的电压参考非常稳定，能保证其长期的稳定性低的漂移，在产品运行几年的情况下，可以让监测数据能保持非常好的一致性和稳定性。

 

多组串接工作：多个ADBMS1818可以串联连接，允许同时监测高压电池串，每个ADBMS1818都有一个IsoSPI 用于高速远程通信的接口。

以菊花链连接，所有设备都有一个主机处理器连接。这种菊花链能双向运行，确保通信完整性，即使在通信路径出现故障的情况下也是如此。

 

均衡能力：ADBMS1818包括每个单元的被动平衡，并可提供200mA以下的被动均衡电流。ADBMS1818也可配合LT8584组成主动均衡网络。

 

为什么要监控电池？

这里提到的电池，不是手机或PC上的某一块电池，而是在电动汽车中，或是其他工业设备中的成百上千个电池串。

 

在爆发增长的电动汽车中，用户最关心的当属电动汽车中的电池。电池直接决定了电动汽车能跑多少里程，同时电池容易受各种参数的影响，比如电压、电流、温度，着火、爆炸时有发生。此外，一般电动汽车上的电池寿命下降到80%以后，就需要淘汰更换。这些电池会为二次回收利用，可以做成储能系统继续使用。在储能中，也需要去检测电池的状态，保障电池组的使用安全和寿命。

监控电池的系统，统称为电池管理系统，即BMS。

 

为保证电池安全可靠地运行，BMS必不可少：

确定电池的荷电状态（俗称SOC），也就是电池电压的测量;

测定电池健康状态（俗称SOH）;

电池的均衡,让每节电池尽量保持一致;

对过压和欠压的检测和保护，保证电池包安全。

 

BMS是一个复杂的系统，简单地把BMS系统分成四个部分：
主板：收集来自各从板的采样信息，通过低压电气接口与外部通讯，控制BDU内的继电器动作，实施监控电池的各项状态，保证电池在充放电过程中的安全使用；从板：监控电池模组的单体电压、单体温度等信息，将信息传输给主板，具备电池均衡功能；BDU：通过高压电气接口与高压负载和快充线束连接，包含预充电路、总正继电器、总负继电器、快充继电器等，受主板控制；高压控制板：实时监控着电池包的电压电流，同时还包含预充检测和绝缘检测功能。

关于BMS系统各部分组成、工作等，就不展开介绍了，如果对BMS感兴趣的小伙伴可以自行查找相关资料学习。

 

如何衡量BMS系统的好坏？

精度或者精准测量，也可以说是对电池状态（电压、电流、温度）监测的精度。这就要靠BMS的“前锋”——模拟前端芯片（AFE）。AFE一般内部集成ADC、高精度电压基准，具有多路采样的能力，能对串联的电芯进行电芯电压和温度的监测，同时AFE还应该有良好的均衡能力。只有AFE精准的测量，才能让BMS系统精确计算SOC/SOH以及配合使用合理的均衡策略，在安全的前提下，最大限度存储或使用电池包的能量。所以，高精度的ADBMS1818在业界各行业中备受欢迎，如备用电池系统、电网储能、住宅储能、UPS、高功率便携式设备的应用中都能见到它的身影。