AMS+Infineon动力电池管理系统解决方案

做为电动车的核心—动力电池的安全一直是电动汽车的难点与重点，谁掌握了动力电池管理技术，谁就掌握了未来电动汽车市场。本文介绍了品佳集团以Infineon高性能16位MCU XC164为平台，辅以AMS高精度、零温漂的动力电池电流检测芯AS8510的动力电池管理系统（BMS）解决方案。

一、 动力电池BMS（电池管理系统）

二、 电池管理系统主要有三个功能：

1. 实时监测电池状态。通过检测电池的外特性参数（如电压、电流、温度等），采用适当的算法，实现电池内部状态（如容量和SOC等）的估算和监控，这是电池管理系统有效运行的基础和关键；

2. 在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等；

3. 建立通信总线，向显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。

三、实物图片——Infineon MCU XC164主控模块

四、XC164功能简介

1. 高性能16-bit CPU管道与5-Stage

- 25 ns在40 MHz CPU指令时钟（单周期执行）周期时间

- 1-Cycle乘法（16×16位），背景部（32 / 16位）21周期

- 1-Cycle Multiply-and-Accumulate（MAC）的说明

- 16兆字节总数为代码和数据的线性地址空间

- 1024字节片内的特殊功能寄存器区（C166 系列兼容）

2. 16-Priority-Level中断系统与多达63源，采样率下调至50 ns

3. 8-Channel中断驱动的单周期数据传输设施通过

4. 外设事件控制器（PEC）， 24-Bit覆盖总地址空间的指针

5. 时钟发生器通过片PLL，或通过预分频器

6. 片上内存模块

- 2 KB片双口RAM（双口RAM）

- 2千字节的片上数据SRAM（DSRAM，XC164GM-8F只）

- 2 KB片上程序/数据SRAM（PSRAM）

- 64字节（XC164GM-8F）或32字节（XC164GM-4F）片计划

7. 内存（闪存）

8. 片上外设模块

– 14-Channel的A / D转换器与可编程分解（10-bit或8-bit）和转换时间（下至2.55µsor 2.15µs）

– 16-Channel通用捕捉/比较单元（CAPCOM2）

–多功能通用定时器单元与5定时器

–两个同步/异步（USART接口）串行通道

–两个High-Speed-Synchronous串行通道

–片TwinCAN接口（修订版2.0B活动）消息对象与32（完整的CAN /基本可以）对两个CAN节点和网关功能

–片实时时钟，由主振荡器驱动

9. 空闲，睡眠和掉电模式和灵活的电源管理

10. 振荡器的可编程看门狗定时器和看门狗

五、AS8510功能特点

1. 内部2路独立的16位ADC转换，以及可编程的取样速率，取样速率达100K/s。

2. 零漂移（zero offset）

3. 130db动态范围，4段增益调节，分别 5， 25， 40 and 100倍4个改变增益设置，提高精准度

4. 完全附合AEC Q 100 汽车集成电路应力测试认证标准，每一颗IC都有唯一的ID。

5. 分开的电流和电压同频检测通道；

6. 内部高精度参考电压源，20mV，高精度参考电压源+/-20ppm；

7. 集成一片RC振荡器，2%精度；

8. 电压检测通道可复用为温度检测通道；

9. 30uA Standby mode current.待机电流；

10. SSOP20 Packager.

11. AMS电池高边（正极）降压IC AS8525功能

- 高精度电压衰减；

- 精确差分增益放大，有效减少共模干扰；

- 电源重启功能，可调节过温重启；

- 集成正常情况看门狗和休眠（Standby mode）状态看门狗；

- Load dump protection （42V） for all battery supplied pins， LIN bus pin， and Enable pin

- 内置针对所有电池串反极性保护功能，通过LIN Pin检测，最高-27V；

- 过温报警Shutdown functions。

12. 主动均衡管理IC AS8505功能特点：

- AS8505 Cell Balancer / Monitor电池主动均衡，20mV的精度在全温度范围；

- 同步的，精确的电池电压比较；

- 主动的配平衡，最多14电池单元；

- 市面这类产品多为被动测量，需要电池单元参与进来，不能快速精确的跟踪每颗电池单元的电量。