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基于大唐恩智浦的DNB1168單電芯電池管理芯片方案

大唐恩智浦半導(dǎo)體 ? 來源:大唐恩智浦半導(dǎo)體 ? 作者:大唐恩智浦半導(dǎo)體 ? 2022-08-17 10:37 ? 次閱讀
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在2022世界動力電池大會“動力電池集成及管理技術(shù)挑戰(zhàn)賽”中,代表電子科技大學(xué)Fury方程式車隊參賽的五位隊員不負(fù)使命,在全國多所重點高校和研究所中脫穎而出,奪得了全國三等獎的優(yōu)異成績,本文將對他們的參賽作品進(jìn)行詳細(xì)介紹。

本次參賽作品的設(shè)計思路主要根據(jù)項目需求,為Tesla Cyberquad原型車設(shè)計一款合適的電池系統(tǒng)。隊伍在已經(jīng)具備大量賽車電池包開發(fā)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合乘用車法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),提出了合理的邊界參數(shù)定義,如抗跌落、抗震、抗拖底能力,系統(tǒng)單次運行時間》1h,能量密度》150Wh/kg等參數(shù)。

電池管理系統(tǒng)檢測與控制板

對于設(shè)計過程,隊員們采用仿真和實地實驗結(jié)合的方式,在電池測試上參考中汽研單體測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,進(jìn)行恒流倍率放電測試、HPPC測試、OCV測試等,之后構(gòu)建出電池等效電路模型,并且構(gòu)建電池mapping;電池BMS系統(tǒng)的設(shè)計則是經(jīng)過對比和甄選采用了大唐恩智浦的DNB1168單電芯電池管理芯片方案,該方案的優(yōu)勢如下:

? 可直接標(biāo)貼到柔性PCBFPCB)上,簡化電路;

? 內(nèi)置溫度傳感器,無需NTC和相關(guān)的外圍電路,節(jié)省物料;

? 提供電芯內(nèi)阻監(jiān)控功能,支持很多高級應(yīng)用的實現(xiàn);

? 支持故障電芯快速離群檢測功能;

? 支持熱失控提前預(yù)警;

? 支持超快充實現(xiàn);

? 支持電芯老化狀態(tài)的在線讀取,節(jié)省回收過程的成本;

? 支持ASIL-D功能安全等級。

DNB1168

通過采用DNB1168單電芯電池管理芯片方案,電子科技大學(xué)參賽隊伍的BMS系統(tǒng)成為了比賽中的一大亮點。對比傳統(tǒng)凌特LTC6804方案,節(jié)約了超過一半的元器件數(shù)量,同時將熱失控的預(yù)警時間提高到秒級。該套BMS系統(tǒng)還支持通過在線電化學(xué)阻抗譜(EIS)采集數(shù)據(jù)預(yù)測SOH,使得SOH估算精度達(dá)到95%以上。

在電池的熱管理系統(tǒng)的設(shè)計上,電池放電部分針對比賽要求,使用極端電流和溫度工況進(jìn)行電池?zé)崃糠抡妫贸鲋虚gSOC區(qū)段內(nèi)使用自然對流或風(fēng)冷即可保證電池穩(wěn)定運行的結(jié)論。充電的部分采用了實地整包充電實驗對電池進(jìn)行了30A恒流充電,實驗效果理想。電池內(nèi)部的隔熱方案則采用了自研的二氧化硅氣凝膠進(jìn)行有效隔熱和阻燃。對于電池整體機(jī)械性能的仿真,參考了乘用車安全標(biāo)準(zhǔn)并且結(jié)合ATV車型工況分別進(jìn)行,最終符合GB/T 31467.3-2015的振動、擠壓和沖擊要求以及大賽要求的跌落與球擊標(biāo)準(zhǔn)。

在設(shè)計和仿真要求完全達(dá)標(biāo)的情況下,隊員們進(jìn)行了實物的組裝和驗證。先通過PC+ABS一體支架來固定單體,既可以節(jié)約成本又可以達(dá)到輕量化的目的;然后使用不同材料鍍的鎳鋼片對比鎳片、不同焊接工藝的點焊對比激光焊實現(xiàn)最佳的焊接效果,保證電池單體的連接穩(wěn)固可靠;接下來是工裝彎折鋼片、鋁鎳激光焊、接觸電阻測試將電池串并聯(lián)焊接成組;最后得到與設(shè)計結(jié)果相近的最終成品。

作品亮點

與其他參賽隊伍相比,本次電子科技大學(xué)的參賽作品“眾創(chuàng)一號Tesla Cyberquad電池包”,采用10串10并的電芯模組,電芯單體容量為4.8Ah,創(chuàng)新點主要集中在以下四個方面:

在線電化學(xué)阻抗譜(EIS)采集功能;

單PCB電池管理系統(tǒng)設(shè)計;

無熱敏電阻設(shè)計;

高隔熱能力。

最后衷心祝賀電子科技大學(xué)Fury方程車隊的同學(xué)們?nèi)〉眠@么好的成績,同時也使DNB1168再次獲得市場認(rèn)可。

審核編輯:彭靜
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原文標(biāo)題:大唐恩智浦助力電子科技大學(xué)在動力電池集成及管理技術(shù)挑戰(zhàn)賽勇奪佳績

文章出處:【微信號:DatangNXP,微信公眾號:大唐恩智浦半導(dǎo)體】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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