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長模組上的采樣回路阻抗

2019-8-29 10:31:21??????點擊:
在特斯拉模組的設計上,我們看到了之前集中式BMS經常遇到的問題,這個采樣線的長度和結合方式對于采樣精度的影響。這個模組很長,FPC總體為了考慮成本,線也比較細,這個阻抗差異還是客觀存在的。

從等效電路的來看,在不同的工作狀態下,采樣環路內各個環節都可能造成采樣精度偏差,在長模組里面,兩個比較重要的差異點就是回路阻抗和AFE的漏電流。
長模組上的采樣回路阻抗
在電池模組的回路阻抗里面,主要分為模組部分、BMU電路部分所組成
R模組部分:主要包括電芯的內阻+母排電阻(現在大容量的以DCR來看)、采樣回路保險絲、Bonding線+FPC阻抗之和(單根是毫歐) 
R BMS部分:采樣通道串聯電阻和AFE 芯片內部的等效電阻,這個濾波電阻往往考慮從百歐到千歐,主要和濾波電容匹配使用。 

由于這個壓降是和電阻和電流有關系的,考慮mV的壓差,在不同的電流表征下的差異,我們可以根據以下的計算來看:
如果電源共線,在10-15mA級別,在50-100毫歐的模組內阻抗下造成0.5-1.5mV的差異,正常這個我們都是分離的

采樣漏電流和采樣電阻只有在板內造成差異,實際上在1kOhm的條件下*1uA下造成1mV的壓降,由于均一性很強,其實還好

其實在較大電流均衡條件下,本身計算就是把校準做下去的,如果出現同電流壓差變化大了,也可以做一些回路阻抗的判別
?讀取初始電壓,這個電壓等于V1'=V1-Inom*Rpathway
?閉合均衡電路,讀取V1''=V1-Ibalance*Rpahtway
?通過記錄這個數值來評估阻抗的合理性,實際上定值是Rbalance,根據電壓來換算更為合理,V1''=V1-V''/Rbalance*Rpahtway

在這里的失效模式有幾種:
采樣回路開路、采樣回路連接不良造成阻抗偏大、采樣回路熔絲失效造成意外的電阻增大等,這個基本是靠診斷的方法來做的,通過對比采樣數據的變化,防止整個ASIC芯片在處理過程中出現異常,我們也成為卡住為原有值。這種診斷意義,防止BMS某個電芯的電壓讀取異常。其步驟分為
讀取每個電芯的電壓
在縱向比較電芯的電壓數據變化
在多數電芯由于電流波動產生變化時候,診斷電壓采集卡住的那一路

在昨天雙層模組設計的時候,這個線的差異倒是還好

小結:我們設計整合模式,一個是在長度擴展一個疊層擴展,采樣線集中處理把CMU和模組分離還是一個趨勢,我們希望盡可能把電池模組和電子部件分開,這樣好處理一些,緊湊的長采樣線設計還是需要我們盡快導入的
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