AMS+Infineon動力電池管理系統解決方案

做為電動車的核心—動力電池的安全一直是電動汽車的難點與重點，誰掌握了動力電池管理技術，誰就掌握了未來電動汽車市場。本文介紹了品佳集團以Infineon高性能16位MCU XC164為平臺，輔以AMS高精度、零溫漂的動力電池電流檢測芯AS8510的動力電池管理系統（BMS）解決方案。

一、 動力電池BMS（電池管理系統）

二、 電池管理系統主要有三個功能：

1. 實時監測電池狀態。通過檢測電池的外特性參數（如電壓、電流、溫度等），采用適當的算法，實現電池內部狀態（如容量和SOC等）的估算和監控，這是電池管理系統有效運行的基礎和關鍵；

2. 在正確獲取電池的狀態后進行熱管理、電池均衡管理、充放電管理、故障報警等；

3. 建立通信總線，向顯示系統、整車控制器和充電機等實現數據交換。

三、實物圖片——Infineon MCU XC164主控模塊

四、XC164功能簡介

1. 高性能16-bit CPU管道與5-Stage

- 25 ns在40 MHz CPU指令時鐘（單周期執行）周期時間

- 1-Cycle乘法（16×16位），背景部（32 / 16位）21周期

- 1-Cycle Multiply-and-Accumulate（MAC）的說明

- 16兆字節總數為代碼和數據的線性地址空間

- 1024字節片內的特殊功能寄存器區（C166 系列兼容）

2. 16-Priority-Level中斷系統與多達63源，采樣率下調至50 ns

3. 8-Channel中斷驅動的單周期數據傳輸設施通過

4. 外設事件控制器（PEC）， 24-Bit覆蓋總地址空間的指針

5. 時鐘發生器通過片PLL，或通過預分頻器

6. 片上內存模塊

- 2 KB片雙口RAM（雙口RAM）

- 2千字節的片上數據SRAM（DSRAM，XC164GM-8F只）

- 2 KB片上程序/數據SRAM（PSRAM）

- 64字節（XC164GM-8F）或32字節（XC164GM-4F）片計劃

7. 內存（閃存）

8. 片上外設模塊

– 14-Channel的A / D轉換器與可編程分解（10-bit或8-bit）和轉換時間（下至2.55µsor 2.15µs）

– 16-Channel通用捕捉/比較單元（CAPCOM2）

–多功能通用定時器單元與5定時器

–兩個同步/異步（USART接口）串行通道

–兩個High-Speed-Synchronous串行通道

–片TwinCAN接口（修訂版2.0B活動）消息對象與32（完整的CAN /基本可以）對兩個CAN節點和網關功能

–片實時時鐘，由主振蕩器驅動

9. 空閑，睡眠和掉電模式和靈活的電源管理

10. 振蕩器的可編程看門狗定時器和看門狗

五、AS8510功能特點

1. 內部2路獨立的16位ADC轉換，以及可編程的取樣速率，取樣速率達100K/s。

2. 零漂移（zero offset）

3. 130db動態范圍，4段增益調節，分別 5， 25， 40 and 100倍4個改變增益設置，提高精準度

4. 完全附合AEC Q 100 汽車集成電路應力測試認證標準，每一顆IC都有唯一的ID。

5. 分開的電流和電壓同頻檢測通道；

6. 內部高精度參考電壓源，20mV，高精度參考電壓源+/-20ppm；

7. 集成一片RC振蕩器，2%精度；

8. 電壓檢測通道可復用為溫度檢測通道；

9. 30uA Standby mode current.待機電流；

10. SSOP20 Packager.

11. AMS電池高邊（正極）降壓IC AS8525功能

- 高精度電壓衰減；

- 精確差分增益放大，有效減少共模干擾；

- 電源重啟功能，可調節過溫重啟；

- 集成正常情況看門狗和休眠（Standby mode）狀態看門狗；

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

- 內置針對所有電池串反極性保護功能，通過LIN Pin檢測，最高-27V；

- 過溫報警Shutdown functions。

12. 主動均衡管理IC AS8505功能特點：

- AS8505 Cell Balancer / Monitor電池主動均衡，20mV的精度在全溫度范圍；

- 同步的，精確的電池電壓比較；

- 主動的配平衡，最多14電池單元；

- 市面這類產品多為被動測量，需要電池單元參與進來，不能快速精確的跟蹤每顆電池單元的電量。