【世說芯品】1顆芯片監(jiān)測(cè)18節(jié)電池，這個(gè)BMS“大前鋒”了不得

18節(jié)電池串聯(lián)在一起，如果一不小心短路了，會(huì)發(fā)生什么事呢？最近妮姐就安排了一個(gè)18節(jié)電池監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)。但，不好意思，你們想看的冒煙、著火，一個(gè)都沒發(fā)生。

技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健，提供了ADBMS1818評(píng)估板和DC2026控制板，讓妮姐有機(jī)會(huì)親自上手測(cè)試，第一次測(cè)量這么多節(jié)電池。

不測(cè)不知道，ADBMS1818的優(yōu)點(diǎn)還不少：

精度高：1片ADBMS1818能提供18路高精度電壓測(cè)量通道，以及最多9路溫度的測(cè)量通道，總測(cè)量誤差（TME）小于3.0 mV，所有18個(gè)單元都可以在290μs的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量。無論是測(cè)量通道數(shù)量，還是測(cè)量精度，ADBMS1818都是數(shù)一數(shù)二的頂尖水平。

夠穩(wěn)定：抗共模電壓的能力間接決定了系統(tǒng)鋰電池承載串?dāng)?shù)，以及可靠度。ADBMS1818有著高抗共模電壓的能力，最高可到112V的電壓等級(jí)。

同時(shí)ADBMS1818內(nèi)部集成的電壓參考非常穩(wěn)定，能保證其長期的穩(wěn)定性低的漂移，在產(chǎn)品運(yùn)行幾年的情況下，可以讓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能保持非常好的一致性和穩(wěn)定性。

多組串接工作：多個(gè)ADBMS1818可以串聯(lián)連接，允許同時(shí)監(jiān)測(cè)高壓電池串，每個(gè)ADBMS1818都有一個(gè)IsoSPI用于高速遠(yuǎn)程通信的接口。

以菊花鏈連接，所有設(shè)備都有一個(gè)主機(jī)處理器連接。這種菊花鏈能雙向運(yùn)行，確保通信完整性，即使在通信路徑出現(xiàn)故障的情況下也是如此。

均衡能力：ADBMS1818包括每個(gè)單元的被動(dòng)平衡，并可提供200mA以下的被動(dòng)均衡電流。ADBMS1818也可配合LT8584組成主動(dòng)均衡網(wǎng)絡(luò)。

為什么要監(jiān)控電池？

這里提到的電池，不是手機(jī)或PC上的某一塊電池，而是在電動(dòng)汽車中，或是其他工業(yè)設(shè)備中的成百上千個(gè)電池串。

在爆發(fā)增長的電動(dòng)汽車中，用戶最關(guān)心的當(dāng)屬電動(dòng)汽車中的電池。電池直接決定了電動(dòng)汽車能跑多少里程，同時(shí)電池容易受各種參數(shù)的影響，比如電壓、電流、溫度，著火、爆炸時(shí)有發(fā)生。此外，一般電動(dòng)汽車上的電池壽命下降到80%以后，就需要淘汰更換。這些電池會(huì)為二次回收利用，可以做成儲(chǔ)能系統(tǒng)繼續(xù)使用。在儲(chǔ)能中，也需要去檢測(cè)電池的狀態(tài)，保障電池組的使用安全和壽命。

監(jiān)控電池的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為電池管理系統(tǒng)，即BMS。

為保證電池安全可靠地運(yùn)行，BMS必不可少：

確定電池的荷電狀態(tài)（俗稱SOC），也就是電池電壓的測(cè)量;

測(cè)定電池健康狀態(tài)（俗稱SOH）;

電池的均衡,讓每節(jié)電池盡量保持一致;

對(duì)過壓和欠壓的檢測(cè)和保護(hù)，保證電池包安全。

BMS是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，簡(jiǎn)單地把BMS系統(tǒng)分成四個(gè)部分：
主板：收集來自各從板的采樣信息，通過低壓電氣接口與外部通訊，控制BDU內(nèi)的繼電器動(dòng)作，實(shí)施監(jiān)控電池的各項(xiàng)狀態(tài)，保證電池在充放電過程中的安全使用；從板：監(jiān)控電池模組的單體電壓、單體溫度等信息，將信息傳輸給主板，具備電池均衡功能；BDU：通過高壓電氣接口與高壓負(fù)載和快充線束連接，包含預(yù)充電路、總正繼電器、總負(fù)繼電器、快充繼電器等，受主板控制；高壓控制板：實(shí)時(shí)監(jiān)控著電池包的電壓電流，同時(shí)還包含預(yù)充檢測(cè)和絕緣檢測(cè)功能。

關(guān)于BMS系統(tǒng)各部分組成、工作等，就不展開介紹了，如果對(duì)BMS感興趣的小伙伴可以自行查找相關(guān)資料學(xué)習(xí)。

如何衡量BMS系統(tǒng)的好壞？

精度或者精準(zhǔn)測(cè)量，也可以說是對(duì)電池狀態(tài)（電壓、電流、溫度）監(jiān)測(cè)的精度。這就要靠BMS的“前鋒”——模擬前端芯片（AFE）。AFE一般內(nèi)部集成ADC、高精度電壓基準(zhǔn)，具有多路采樣的能力，能對(duì)串聯(lián)的電芯進(jìn)行電芯電壓和溫度的監(jiān)測(cè)，同時(shí)AFE還應(yīng)該有良好的均衡能力。只有AFE精準(zhǔn)的測(cè)量，才能讓BMS系統(tǒng)精確計(jì)算SOC/SOH以及配合使用合理的均衡策略，在安全的前提下，最大限度存儲(chǔ)或使用電池包的能量。所以，高精度的ADBMS1818在業(yè)界各行業(yè)中備受歡迎，如備用電池系統(tǒng)、電網(wǎng)儲(chǔ)能、住宅儲(chǔ)能、UPS、高功率便攜式設(shè)備的應(yīng)用中都能見到它的身影。