回放丨零漂移、高線性，行業(yè)標桿產(chǎn)品直擊電池管理系統(tǒng)老大難！

隨著汽車的電氣化進程，以鋰電池為代表的動力電池越來越普及。不管是基于安全考慮，還是純粹為了準確估量車輛的可行駛距離，有效降低“里程焦慮”，都需要非常精確地測量牽引電池的充電狀態(tài)和健康狀態(tài)。

在汽車領(lǐng)域有多年積累的艾邁斯歐司朗，基于擁有專利的“零漂移”ADC采樣技術(shù)和產(chǎn)品本身的高線性度，提供具有行業(yè)標桿性的產(chǎn)品解決方案，助力非常精確地測量鋰電池等儲能系統(tǒng)所需監(jiān)測的電流和電壓。

那么，為什么艾邁斯歐司朗的電池計量傳感解決方案如此出色？電池計量背后的原理是什么，難點何在？出色的電池計量方案都有哪些具體應(yīng)用？近日，艾邁斯歐司朗高級現(xiàn)場應(yīng)用工程師經(jīng)理Morris Li李銘豪直播就以上問題做了深度分享，并在線解答網(wǎng)友關(guān)切問題。這里將摘錄部分亮點，文末會提供完整回放鏈接。

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?演講人

Morris Li李銘豪

艾邁斯歐司朗
高級現(xiàn)場應(yīng)用工程師經(jīng)理

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? 直播亮點

1全面增長的市場

電池管理系統(tǒng)BMS的應(yīng)用非常廣泛。且受益于電氣化進程，從汽車到儲能、UPS等各市場都呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。李銘豪指出，以鋰電池為代表的動力電池等需要非常好的管理系統(tǒng)，這不單單是基于電池安全問題的考慮，作為能量計量的重要部分，也需要對電池包中的能量狀況進行監(jiān)測。

在汽車應(yīng)用中，從早期12V的總線電源、48V的鋰電子系統(tǒng)，到當下流行的啟停系統(tǒng)（“回收”剎車能量），再到覆蓋24V-800V寬電壓范圍的純電動，優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)將能準確監(jiān)測電池內(nèi)部狀態(tài)，為安全、舒適的駕乘提供保障。

除了汽車，包括太陽能儲能狀態(tài)監(jiān)測、UPS-電池備份/逆變器，以及家庭儲能等中，都需要準確的電流計量以監(jiān)控設(shè)備的儲能情況。

2如何實現(xiàn)高精度電流傳感？

提到汽車電池計量，首要提到的就是電流傳感的不同。李銘豪對比分析了磁片式閉環(huán)電流傳感，以及目前流行的分流式電流傳感兩種方式。

磁傳感方式最大的優(yōu)點是本身是隔離的應(yīng)用，對系統(tǒng)隔離要求很低，方便易用。但是，它也存在直流偏移誤差校準麻煩、溫度漂移校準工作量大、精度偏低等不足。

相對來說，現(xiàn)在流行的分流式電流傳感，基于阻值極小卻可通過很大電流、溫漂系數(shù)非常低的錳銅合金分流器，結(jié)合ams OSRAM擁有專利的零漂移測量產(chǎn)品，可以實現(xiàn)接近于零漂移的電流傳感。此方案可以比較容易達到3‰的高精度，甚至如果多點補償，可以提升到1‰的極高精度，同時，這將大大減輕工程師的工作量。

3全溫度范圍零偏差這樣來！

眾所周知，運放都會存在直流漂移，包括隨著溫度、時間變化產(chǎn)生的直流值漂移。

李銘豪介紹稱，我們可以通過Chopper斬波電路，把漂移值“抵銷”掉。

具體來說，艾邁斯歐司朗以較高頻率對采樣信號進行“反轉(zhuǎn)”，并反復(fù)做正采樣、反采樣，進行累加、平均再調(diào)節(jié)，最終得到?jīng)]有受到offset影響的值，從而實現(xiàn)零漂移的專利技術(shù)。

4行業(yè)標桿性的解決方案

受益于零漂移專利技術(shù)和產(chǎn)品本身的高線性度，ams OSRAM的電池管理系統(tǒng)解決方案已獲得很多國際大廠的選用，包括單獨選用AS8510實現(xiàn)高精度電流、電壓同步檢測，也可以AS8510+AS8525組合使用。

具體來看，AS8510是一款基于錳銅合金分流器的高性能電流計量產(chǎn)品，具有全溫度范圍內(nèi)接近零漂移的特性。受益于艾邁斯歐司朗非常優(yōu)秀的ΣΔ(Sigma-Delta)技術(shù)，AS8510具有優(yōu)于行業(yè)表現(xiàn)的線性度。

同時，AS8510擁有2個采集通道，可以實時同步采樣電流和電壓，從而更精確檢測電池內(nèi)部能量值。AS8510還擁有2個輔助通道，可以用于漏電檢測以及繼電器是否合上的檢測等無需過高精度的應(yīng)用。

受益于16位ADC和5倍增益，AS8510可以檢測從1mA到1000A的電流（取決于Shunt電阻值大小），在實際應(yīng)用中，既可以檢測待機電流，也能精準檢測發(fā)動機啟動或加速時的電流值。

AS8510內(nèi)置高精度傳感器，既可以檢測環(huán)境溫度，也可以檢測合金電阻上的溫度，從而更便于精確進行溫度補償。

AS8525是一個高側(cè)的配套IC，專為配合AS8510使用。AS8525集成了LIN2.1收發(fā)器，可以直接與汽車架構(gòu)連接。

值得提及的是，AS8525有高側(cè)放大器，即取樣電阻可以放置于電池正端，信號噪聲相對較小——這使得它廣受大廠歡迎。

在詳細介紹了AS8510、AS8525的性能參數(shù)以及在汽車上的具體電路應(yīng)用之外，李銘豪進一步列舉了AS8510的其他應(yīng)用，包括基于合金電阻形變產(chǎn)生的微小電壓差進行高精度測量的電子秤，以及高精度的壓電加速器、壓力傳感器、醫(yī)療血糖儀等工業(yè)和醫(yī)療用高精度測量裝置。

最后，李銘豪還就網(wǎng)友提問進行了解答，包括如何有效防止傳感失靈、高精度受環(huán)境影響程度、對不同電池組的電壓要求等（摘錄部分，完整版請看回放）。

問：會不會存在傳感失靈情況? 怎么有效防止數(shù)據(jù)可能存在的錯亂?

我們的產(chǎn)品內(nèi)部有功能安全機制。我們會對異常的數(shù)據(jù)進行一些功能安全方面的檢驗，當有任何故障發(fā)生，都會通過報警的方式來提供信息給系統(tǒng)，從而有效預(yù)防失效現(xiàn)象。

問：AS8510通過了車規(guī)級AEC-Q100認證嗎？

通過了。我們通過了Grade 1，并且是125度溫度等級的認證。同時在功能安全方面，我們有相關(guān)的FMEDA認證測試數(shù)據(jù)可提供給客戶，我們也有功能安全方面的指導(dǎo)資料可以提供分享。

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