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Model 3电池管理系统再解析
作者/来源:小编
2019-12-30 09:36:51

在重新整理了Model 3的线路原理图之后,再看Model 3的电池管理系统的接口和结构,能够发现这个电池管理的ECU单元在演化过程中哪些地方做了简化,这其实是和整个EE系统在管控上面的差异化造成的。本文将从这些变化切入,就几个小的方面进行展开。

1) 电池管理系统接口

以下这组图,是我通过线路原理图做了分解,整个电池管理系统面向内部主要连接快充连接器、温度传感器、正负接触器、电流传感器、可控熔丝、内部的PCS(DCDC和OBC)单元菊花链CMU控制器,还有面向外部的供电单元、外部HVIL电路、充电控制板、动力总成CAN。

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图1 Model 3的电池管理系统接口图

这个其实可以和内部的电池管理系统的连接器进行对应,如下所示:

● P1(VEHICLE INTERFACE) :共 18 个引脚,包含两路CAN(PT CAN和CP CAN)。

● P2(EXT LOW VOLT INT) :这个信号引脚主要是内部连接PCS和检测内部的连接器用的,霍尔的温度传感器也在里面,这样数字就能对的起来了。

● P3(SHUNT INT):与电流分流器相连接 。

● P4(HV SENSE) :高压采样连接器,采集高压回路并分压到上方高压处理电路,主要包含三个接触器(主正、主负和快充双胞胎接触器),这里的高压采集回路名义上为3路输入,实际上诊断主正和主负接触器会有交叉。

● P5(A BMB)& P6(B BMB):菊花链的输出和返回线,用来连接各个 CMU。

● P7(PYRO LOOP):可切断熔丝的控制回路。

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图2 Model 3的BMS板级连接图

2)  高压采样和接触器诊断

根据上面的定义来看,快充接触器组是使用辅助触点来诊断粘连的,而主正主负本身需要采集内外的Bus link电压和输出电压,所以原则上最少的高压采样回路只有3组,如果跨正负接触器高压采集再增加。

(备注:如果我想把这块电路变小,核心的想法就是把采样的通道数减少)

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3) HVIL的变化

如下图所示,我们真的可以看到集成的好处,单就以HVIL的回路为例,从MY2012的Model经典系统回路来看,从原有的DCDC和前端配电的功能被集成到电池包里面,冷却液的加热器被一个集成的热管理和电机废热回收给代替掉;12V Fuse Box进一步整合(这个件,我想单独和电子熔丝一起来说);充电机和后面的HV Junction Box统一的集成在了电池系统里面。原来10kW+10kW这样的交流端设计给更注重直流快充的策略代替掉了。

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图3  原有Model S的系统HVIL电路

所以整个回路就变成如下图所示,HVIL高压互锁物理是针对高压回路的母线束连接器,这里就切分成三个部分,整车外部连接的HVIL回路1(外部的一组连接回路)、内部高压连接器HVIL2(包含内部的三个连接器)和快充高压线束和连接器的完整性。根据定义的不同,还采用了两组模拟信号和一组PWM信号不同的方式,来对高压回路实时、连续性监测的结果进行即时管理,并通过整车诊断系统识别。这里的设计思路,把几个接口分开,所以能比较容易区分在哪里出现问题,比较容易定位。

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图4  Model 3 HVIL回路的变化

所以直观来看,特斯拉下一步在客舱热管理方面还有余地,可以进一步把HV Compressor和PTC Heater进行调整,在Model Y改进能耗的角度,可能加入热泵系统是一个发展的趋势。

小结:

从整个接口电路来看,这款Model 3的BMS在唤醒方面电路是基本没有的(依靠PT CAN唤醒和CP CAN唤醒),这个非常整体的对外接口电路其实简化了不少的。

作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,目前从事新能源汽车电子化工作,10年以上的新能源汽车专业从业经验,在电池系统、充电系统和电子电气架构方面有较深的认识和实践,著有《汽车电子硬件设计》,开设《汽车电子设计》公众号。

 

           

来源:盖世汽车大V说


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