电动汽车开发者如何领先于高压电池管理系统的发展趋势
在本文中，NXP的专家Emiliano Mediavilla Pons和Konrad Lorentz探讨了NXP高压电池管理系统参考设计（HVBMS-RD）的开发如何在可扩展且灵活的硬件架构中提供系统级知识和功能安全方面的专业知识。
全球电动汽车销量持续增长，2022年共交付了1050万辆新的 纯电动汽车（BEVs）和插电式混合动力汽车（PHEVs），较2021年增长了55%。汽车制造商正在进行大规模投资以优化相关技术，主要收益来自电池化学技术和电池管理系统（BMS）性能的改进，使得电池平均续航里程现已 增长三倍 相比十年前。这种技术投资也提升了消费者购买纯电动汽车的信心，尤其是带有 300英里及以上续航里程 的车型。 尽管目前道路上的大多数纯电动汽车仍采用400 V架构，但正在逐步向800 V电池架构转变。到本世纪中期，越来越多的汽车制造商预计会在其产品中推出800 V车型。采用如此高电压的纯电动汽车充电时间显著减少，使其对潜在买家更具吸引力。 尽管已有 高电压电池管理系统（HVBMS） 架构，但并没有明确的标准蓝图——这与过去的情况不同，当时同一款内燃机（ICE）仅需进行一些机械和电子调整即可满足各种车型的动力系统需求。市场从每6-8年推出一款新车型，逐步转向更频繁的更新或升级，类似于智能手机市场的年度创新周期。在这一转型期间，架构具有高度可变性，并没有统一的标准实施方式。原始设备制造商（OEM）和一级供应商（Tier 1）面临的挑战是尽快将最新的半导体创新推向市场。然而，所需的不仅仅是半导体创新，这些设备的功能安全性需要大量关注和设计努力。
使用CAN FD的400 V HVBMS架构
基于ETPL的800 V HVBMS架构
注意：此图中未表示预充电电路。
由于没有一种“通用型”高压电池管理系统（HVBMS）架构，任何参考设计必须足够灵活，以适应所有可能的未来架构。这些设计需要处理从400 V到1000+ V的不同系统电压，以及即将出现的2 x 400 V混合配置，以支持可切换的800 V充电和400 V驾驶。系统架构师需要评估如何设置电池管理单元（BMU）之间的内部通信，BMU是系统的大脑，与电芯监控单元（CMU）以及电池接线盒（BJB）子系统PCBAs之间的通信。在考虑下一代功能聚合架构时，例如通过推进域控制器，CAN FD作为一种有趣的替代方案可以取代当前先进的隔离菊花链总线，允许将控制器从电池包中移除。
电池管理系统由三个模块组成：BJB、BMU、CMU
随着高压电池管理系统参考设计 (HVBMS-RD) 的开发，NXP 展现了系统级知识和卓越的功能安全专业技能。除了可扩展且灵活的硬件架构之外，HVBMS-RD 还提供了广泛的支持文档，能够加速产品上市时间，同时降低开发工作量及相关风险。该解决方案结合了所有最新的电池管理系统 (BMS) 芯片技术、生产级软件设备驱动程序以及可重复使用的功能安全文档，提供了客户应用层软件可信赖的 ASIL D 测量值。
文章标签
