基于大唐恩智浦的DNB1168单电芯电池管理芯片方案

在2022世界动力电池大会“动力电池集成及管理技术挑战赛”中，代表电子科技大学Fury方程式车队参赛的五位队员不负使命，在全国多所重点高校和研究所中脱颖而出，夺得了全国三等奖的优异成绩，本文将对他们的参赛作品进行详细介绍。

 

 

本次参赛作品的设计思路主要根据项目需求，为Tesla Cyberquad原型车设计一款合适的电池系统。队伍在已经具备大量赛车电池包开发经验的基础上，结合乘用车法律法规标准，提出了合理的边界参数定义，如抗跌落、抗震、抗拖底能力，系统单次运行时间》1h，能量密度》150Wh/kg等参数。

电池管理系统检测与控制板

对于设计过程，队员们采用仿真和实地实验结合的方式，在电池测试上参考中汽研单体测标准规范，进行恒流倍率放电测试、HPPC测试、OCV测试等，之后构建出电池等效电路模型，并且构建电池mapping；电池BMS系统的设计则是经过对比和甄选采用了大唐恩智浦的DNB1168单电芯电池管理芯片方案，该方案的优势如下：

➢ 可直接标贴到柔性PCB（FPCB）上，简化电路；

➢ 内置温度传感器，无需NTC和相关的外围电路，节省物料；

➢ 提供电芯内阻监控功能，支持很多高级应用的实现；

➢ 支持故障电芯快速离群检测功能；

➢ 支持热失控提前预警；

➢ 支持超快充实现；

➢ 支持电芯老化状态的在线读取，节省回收过程的成本；

➢ 支持ASIL-D功能安全等级。

 

DNB1168

通过采用DNB1168单电芯电池管理芯片方案，电子科技大学参赛队伍的BMS系统成为了比赛中的一大亮点。对比传统凌特LTC6804方案，节约了超过一半的元器件数量，同时将热失控的预警时间提高到秒级。该套BMS系统还支持通过在线电化学阻抗谱（EIS）采集数据预测SOH，使得SOH估算精度达到95%以上。

在电池的热管理系统的设计上，电池放电部分针对比赛要求，使用极端电流和温度工况进行电池热量仿真，得出中间SOC区段内使用自然对流或风冷即可保证电池稳定运行的结论。充电的部分采用了实地整包充电实验对电池进行了30A恒流充电，实验效果理想。电池内部的隔热方案则采用了自研的二氧化硅气凝胶进行有效隔热和阻燃。对于电池整体机械性能的仿真，参考了乘用车安全标准并且结合ATV车型工况分别进行，最终符合GB/T 31467.3-2015的振动、挤压和冲击要求以及大赛要求的跌落与球击标准。

在设计和仿真要求完全达标的情况下，队员们进行了实物的组装和验证。先通过PC+ABS一体支架来固定单体，既可以节约成本又可以达到轻量化的目的；然后使用不同材料镀的镍钢片对比镍片、不同焊接工艺的点焊对比激光焊实现最佳的焊接效果，保证电池单体的连接稳固可靠；接下来是工装弯折钢片、铝镍激光焊、接触电阻测试将电池串并联焊接成组；最后得到与设计结果相近的最终成品。

作品亮点

与其他参赛队伍相比，本次电子科技大学的参赛作品“众创一号Tesla Cyberquad电池包”，采用10串10并的电芯模组，电芯单体容量为4.8Ah，创新点主要集中在以下四个方面：

在线电化学阻抗谱（EIS）采集功能；

单PCB电池管理系统设计；

无热敏电阻设计；

高隔热能力。

最后衷心祝贺电子科技大学Fury方程车队的同学们取得这么好的成绩，同时也使DNB1168再次获得市场认可。　　

      审核编辑：彭静