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带你了解小鹏G3的BMS采样板

 木林森双木 2019-11-25

   

最近的一些变动,让我有了一段空暇时间得以总结和思考;确实不能一直低头干活,多抬头看看路,选择比努力重要多了。同时也多了一些警醒,日子毕竟是自己的,想要过好还是要自己拼搏。


鸡汤灌输结束,开始做正事,今天一起看一下小鹏G3的BMS采样板。
我拿到的采样板如下图,粗略来看是AFE+隔离+单片机+CAN的结构。从外部输入信号来看,它只采集了2个温度信号,8个电芯电压信号。

网上找了G3模组的信息如下图,这个采集板是圆柱形电池模组上的,不是最新的方形电池模组上的;其实这个模组与特斯拉MODEL S方案架构挺像的,包括采集板的布置方案等(之前有详细拆解分析过MODEL S采样板,可以看一下前文)。


首先,还是看一下外观与工艺。
这个采样板没有外壳,尺寸大概为180mm*55mm*25mm,主要是背面的那个灰色的连接器造成高度比较大;单板有六个非金属化的安装孔,用于固定单板。


PCB为四层板,2mm厚度,器件都在T面,B面只放置了连接器与测试点,空间还是挺充足的;三防漆摸起来稍微比MODEL S软一些,涂覆的位置避让了六个安装孔,连接器的引脚与少部分本体还是有涂覆的。


三个连接器都是直插、线对板式,其中两个白色的为高压采样连接器,一个4PIN(NTC采样),一个15PIN(电压采样);来自于JST的PA系列的S04B-PASK-2和S15B-PASK-2,这两个与MODEL S的温度采样连接器是同一个系列。


温度采样NTC的R25也是10K,封装形式与MODEL S的也很类似,如下图:上面的线束属于小鹏,下面的线束属于MODEL S。


另外的低压连接器如下图,灰色双排10PIN直插封装,这个连接器我之前没有见过,没有找到具体型号。背面有一个丝印,所以它的采样板好像是叫SCU哦。


然后,介绍其内部的电路结构。
分析后,得到大概的电路框图如下:高低压之间通过变压器通信隔离,低压连接器除了12V电源外,还有一路CAN(收发器集成在SBC上)、两路LIN;这两路LIN不清楚是用来实现什么功能。


继续向下分解,把关键芯片的型号标识出来,具体如下图:低压供电使用了一个SBC芯片UJA1167,集成了CAN收发器和LDO,看起来SBC普遍被大家应用。


单片机使用的是NXP的S9S12G128F0MLF,基本的参数如下,可以自行查找规格书。


最后说一下电芯采样部分,它们的AFE采用的是ADI的LTC6811-1,经过变压器隔离后,再通过LTC6820将差分信号转换成SPI;是比较通用的方案,一切以稳妥为主。
采样电路的架构基本上采用推荐的电路:VREG电源通过外置NPN三极管实现,采样通道上对地的滤波电容、稳压管也有焊接。


其中,滤波电阻采用两个200Ω\0603电阻并联,对地滤波电容是两个串联;均衡电阻又分为两段:两个120Ω\1210电阻并联、两个10Ω\0603电阻并联,最终加起来均衡电阻为65Ω,具体如下图所示。均衡电阻拆成两段的用法在NXP的方案里面倒是有,不过是使用的是内部的均衡MOS。


总结
因为上面已经把关键芯片的型号给出了,所以就不需要把所有细节都展开讨论了;当然,有一些东西还是没弄懂,比如两路LIN是用来实现什么功能,均衡电阻拆成两段的目的是什么等;以上所有,仅供参考。

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