MPS在電動(dòng)兩輪車(chē)中BMS解決方案

在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),中國(guó)兩輪電動(dòng)車(chē)的主流都是鉛酸電池,而近年來(lái)隨著 “鋰電風(fēng)”的盛行,電動(dòng)兩輪車(chē)的風(fēng)向標(biāo)也在悄然轉(zhuǎn)變。
鋰電池成功上位:內(nèi)外夾擊的推波助瀾
在中國(guó),龐大的人口帶來(lái)了多樣化的綠色出行方式,快遞及配送行業(yè)的興起促進(jìn)了及時(shí)配送與共享電單車(chē)的需求增長(zhǎng),內(nèi)部的市場(chǎng)需求使得兩輪電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)擁有非常大的增長(zhǎng)潛力。
與此同時(shí),節(jié)能減排、碳達(dá)峰等政策的推出,讓鉛酸換鋰電、電動(dòng)車(chē)智能化成為大勢(shì)所趨。2019年3月26日,工業(yè)和信息化部發(fā)出消息,電動(dòng)自行車(chē)新強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)自行車(chē)安全技術(shù)規(guī)范》于2019年4月15日正式實(shí)施。在新國(guó)標(biāo)的促進(jìn)作用下,鋰電池在兩輪電動(dòng)車(chē)中的滲透率從曾經(jīng)的不到10%增長(zhǎng)到如今的30%左右。

瑕瑜互見(jiàn)的鋰電池兩輪車(chē)
鋰電池能夠成功上位,自然與其自身的先天優(yōu)勢(shì)密不可分。首先,鋰電池的使用壽命更長(zhǎng),是同類(lèi)型號(hào)鉛酸電池的兩倍,因此耐用價(jià)值更高;其次,它質(zhì)量很輕,電池提取也比較方便;另外,它更加綠色環(huán)保、能量密度大,即使是在鉛酸電池中價(jià)位比較高的石墨烯電池,續(xù)航里程也不一定比鋰電池高。
可萬(wàn)物都有其兩面性,正因?yàn)殇囯姵氐哪芰棵芏雀?,電池?nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性強(qiáng),當(dāng)電芯出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放等非正常使用時(shí),極有可能出現(xiàn)電池?fù)p壞,極端情況下,還會(huì)導(dǎo)致起火和爆炸,而近年來(lái)鋰電池兩輪電動(dòng)車(chē)發(fā)生的火災(zāi)事故也是屢見(jiàn)報(bào)端。還有,鋰電池的制造工藝及材料成本高也成為其掣肘之一。

如何修補(bǔ)鋰電池的“瑕”
在面對(duì)鋰電池安全問(wèn)題這一頭號(hào)“瑕疵”勁敵時(shí),設(shè)計(jì)人員通過(guò)分析起火因素,了解到過(guò)充電、電池單體故障、電氣線(xiàn)路短路是導(dǎo)致電動(dòng)車(chē)電氣火災(zāi)的根本原因。因此,為了降低安全風(fēng)險(xiǎn),鋰電池必須配備一套可靠的電池管理系統(tǒng)(BMS),用于隨時(shí)監(jiān)控鋰電池的電壓,電流等參數(shù),一旦超過(guò)事先設(shè)定的閾值,則直接關(guān)斷電池主回路,保護(hù)電池包的安全。
而兩輪車(chē)相比于其他應(yīng)用,安全問(wèn)題則更加任重而道遠(yuǎn):由于其應(yīng)用環(huán)境十分惡劣,震動(dòng)幅度更大,溫度范圍更寬;同時(shí)充電不規(guī)范帶來(lái)了諸多不可控因素,很多充電系統(tǒng)來(lái)自二級(jí)市場(chǎng),安全隱患高。因此,兩輪車(chē)應(yīng)用對(duì)BMS的保護(hù)需求更高,即更加重視BMS板的魯棒性(Robust)。當(dāng)然,成本也需要控制在可接受的范圍內(nèi)。
鑒于此,MPS推出了非常適應(yīng)市場(chǎng)需求的BMS解決方案,可以從安全、成本兩方面來(lái)幫助兩輪車(chē)鋰電池“遮瑕”,助力實(shí)現(xiàn)瑕不掩瑜。
第一層“遮瑕”:雙重保護(hù),安全可靠
MPS先進(jìn)的模擬前端(AFE)MP2797是一顆用于7-16串BMS電池監(jiān)測(cè)保護(hù)芯片,可為兩輪車(chē)鋰電池提供完整的軟硬件雙重保護(hù),提高其安全性能。

首先,MP2797集成了全面的芯片硬件保護(hù)功能:充放電過(guò)流保護(hù)(OCP)、單節(jié)電芯及電池組的欠壓保護(hù)(UVP)和過(guò)壓保護(hù)(OVP)、電芯高/低溫保護(hù)、芯片高溫保護(hù)等。
其次,除了全方位的硬件保護(hù),MP2797還可以通過(guò)多方位的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)掌握電池的健康狀況,及時(shí)發(fā)出預(yù)警,做好軟件保護(hù):
電池電壓電流監(jiān)測(cè):通過(guò)集成兩個(gè)獨(dú)立的模數(shù)變換器(ADC)可分別對(duì)Cell電壓和電流進(jìn)行高精度監(jiān)測(cè),以便實(shí)時(shí)掌握電池組的狀態(tài),更安全地使用電池;
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