最具性價(jià)比的動(dòng)力電池高壓檢測(cè)方案分享

純電動(dòng)汽車一般采用鋰電池作為動(dòng)力電池，其電池組的電壓通常都在200V以上，對(duì)于純電動(dòng)汽車客車甚至超過600V，隨著電壓平臺(tái)的升高，對(duì)高壓系統(tǒng)絕緣性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就顯得越發(fā)重要。

電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)高電壓、大電流的電路，在正常情況下，高壓系統(tǒng)是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，對(duì)車體完全絕緣，但不排除在日常使用過程中，潮濕、振動(dòng)、暴曬等惡劣的環(huán)境很容易引起電池高壓線束的老化和破皮，從而降低整車的絕緣安全性，使車體漏電，這不僅會(huì)危及乘客的人身安全，還將影響低壓電器和車輛控制器的正常工作，所以需要配備專門的系統(tǒng)來管理高壓系統(tǒng)的安全。

絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)是電動(dòng)汽車上關(guān)系到人身安全的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因此，為了保證電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池組的絕緣安全，一個(gè)合格的絕緣檢測(cè)系統(tǒng)，必須能夠準(zhǔn)確檢測(cè)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組正負(fù)母線對(duì)地電壓、電池組總壓、充放電電流和絕緣電阻等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控并及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警。

方案平臺(tái)介紹

在對(duì)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主控芯片進(jìn)行選型時(shí)，一方面要考慮芯片各方面的性能是否能達(dá)到系統(tǒng)的要求；另一方面要兼顧系統(tǒng)的整體成本，系統(tǒng)成本過高則產(chǎn)品在市場(chǎng)上沒有競爭優(yōu)勢(shì)；基于以上兩點(diǎn)考慮，ZLG立功科技提供基于恩智浦半導(dǎo)體MM9Z1J638的絕緣檢測(cè)系統(tǒng)的解決方案。方案框圖如下圖所示：

圖1 絕緣檢測(cè)方案框圖

MM9Z1J638的核心特性如下：

集成S12Z內(nèi)核，最高主頻50MHz,同時(shí)帶有128 KB閃存、8.0 KB RAM、4.0 KB EEPROM。

集成LIN2.2協(xié)議物理接口以及一個(gè)MSCAN協(xié)議控制器，可與汽車總線連接；另外集成4路GPIO口，可作為絕緣檢測(cè)電路的開關(guān)控制。

寬電壓供電，可以由12V電池直接供電，無需額外DC電路。

內(nèi)置１個(gè)兩通道16位Σ－Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），用于同步測(cè)量電池電壓和電流，另外還有一個(gè)個(gè)16位Σ－Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）用于溫度監(jiān)控。

采用內(nèi)部電阻分頻器提供4個(gè)電池電壓測(cè)量，采用外部電阻分頻器提供最多5個(gè)直流電壓測(cè)量，電壓測(cè)量范圍可支持高達(dá)52V的電壓直接接入設(shè)備，并且當(dāng)與外部電壓分壓器配合使用時(shí)，可支持更高的電壓電池配置。

支持通過一個(gè)外部分流電阻進(jìn)行精確電流測(cè)量，電流測(cè)量范圍高達(dá)±2000A。

集成一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器，同時(shí)支持4個(gè)外部溫度傳感器輸入。

低功耗模式下，支持電流閾值檢測(cè)，支持LIN、CAN、定時(shí)器以及IO喚醒功能。

圖2 MM9Z1J638內(nèi)部框圖

開發(fā)支持：

1、MM9Z1J638的軟件開發(fā)環(huán)境推薦使用CodeWarrior10.6以上的版本，該軟件版本對(duì)MM9Z1J638的軟件代碼限制是128K，而MM9Z1J638的flash剛好為128K，所以在CodeWarrior10.6以上的版本開發(fā)，就不會(huì)受LICENSE的限制，開發(fā)環(huán)境完全免費(fèi)，降低開發(fā)成本。

2、有多種參考設(shè)計(jì)可以供客戶參考，支持快速、輕松地開發(fā)新應(yīng)用。另外還提供了底層驅(qū)動(dòng)代碼，幫助客戶縮短開發(fā)周期。

3、MM9Z1J638評(píng)估和開發(fā)套件（KIT9Z1J638EVM）集成了電流、電壓和溫度采集，同時(shí)配帶了CAN和LIN的通信接口，是一款簡單但精密的電池傳感器評(píng)估板。評(píng)估板的實(shí)物圖如下所示：

圖3 KIT9Z1J638EVM 板圖

總結(jié)

MM9Z1J638將模擬、處理器和通信功能集于一身，有助于降低物料成本，以及開發(fā)更加先進(jìn)的電池監(jiān)控算法。另外ＭＭZ1J683完全符合AEC-Q100汽車標(biāo)準(zhǔn)，可滿足嚴(yán)苛的汽車業(yè)ESD、EMC標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到零缺陷質(zhì)量水平，保障檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。