Skalierbares 96-Zellen-BMS für EV- und HEV-Anwendungen

Projektübersicht

Der Kunde

Ein europäisches Automobilunternehmen

Die Herausforderung

Entwicklung eines skalierbaren Batterie-Management-Systems (BMS) für die einfache Anpassung an jede benötigte Batteriegröße mit schneller Markteinführung und fahrzeugspezifischer Hardware.

Die Lösung

Unser Team hat ein Evaluierungskit entwickelt, das auf dem Mikrocontroller MPC5775B von NXP und dem analogen Frontend MC33771B basiert.

Unsere Plattform verkürzt die Entwicklungszeit für komplexe Fahrzeuggeräte erheblich und ermöglicht es den Ingenieuren, sich auf kritische Systemkomponenten zu konzentrieren.

Unsere Automobilplattform verwendet komplexe Systemelemente:

  • Strommess- und Relaissteuersystem
  • CAN-Kommunikationsbus
  • Entwicklungswerkzeuge
  • Beispiele für GUI-Anwendungen

Zellmodellierung und Firmware-Generierung

In der aktuellen Version der Software und des Zellmodells sind die folgenden Funktionen implementiert :


Messfunktionen
  • Spannungsmessung
  • Temperaturmessung
  • Strommessung
  • Isolationsmessung
 Schätzfunktionen
  • Ladezustand (SOC)
  • Funktionszustand (SOF)/Energieschätzung
  • Gesundheitszustand (SOH)
  • Energiezustand (SOE)
  • Schätzung der Ladezeit
Steuerfunktionen
  • Zustandssteuerungsmodus
  • Aufwachen/Einschalten/Ausschalten
  • Steuerung des Zellausgleichs
  • Thermomanagement der Batterie
  • Relaissteuerung
  • Plug-in-Lademanagement
  • HVIL-Erzeugung und -Erkennung
  • Erkennung und Behandlung von Crash-Signalen
  • Verlaufsaufzeichnung
Kommunikation und Diagnose
  • CAN- und Servicetool-Kommunikation
  • Unterstützung von Diagnoseverfahren
  • Fehlerbehandlung
  • Flashen und Programmieren
  • BMS-Kalibrierung .
Technische Funktionen (TSC) Sicherheitsmaßnahmen (SMs)

Geschäftswert

Der Kunde erhielt eine Software- und Hardwareplattform, die es ermöglicht, ein BMS mit folgenden Schlüsselfunktionen zu erstellen:

  • Signalerfassung und -verarbeitung
  • Zellausgleich
  • Berechnung des Funktionszustand
  • Berechnung des Ladezustands
  • Berechnung des Gesundheitszustands
  • Aufzeichnung des Verlaufs
  • Prognose der Ladedauer
  • Steuerung der Hauptschütze einschließlich Vorlade- und Lebensdauerzähler
  • Thermomanagement der Batterie (Kühlung oder Heizung)
  • Überwachung der Isolierung
  • HV-Batterie-Zustandsmaschine (Verbinden, Trennen, Vorladen)
  • Unterstützung von Diagnoseverfahren
  • Fehlerbehandlung (Strategie)
  • CAN-Kommunikation
  • Neuprogrammierung
  • Sicherheitsüberwachung
Projektübersicht

Promwad hat erfolgreich eine Software- und Hardwareplattform auf der Basis der Mikrokontroller NXP MPC5775B und NXP MC33771B entwickelt, die zum Schutz und zur Verwaltung von Batteriepacks jeder Größe nach Automobilstandards ausgelegt sind.

Einzelheiten

Komponenten der Hardware-Plattform

Master-Slave-Architektur

Das Gerät basiert auf einer Master-Slave-Architektur und ist dadurch flexibel und vielseitig einsetzbar. Jedes Batteriemodul verfügt über ein eigenes Slave-BMS, das die einzelnen Zellspannungen und die Modultemperatur misst und den Ausgleich der Zellspannung übernimmt.

Alle Slave-Einheiten sind über eine Informationsschnittstelle miteinander verbunden, die zur Master-Karte mit Mikrocontroller führt. Die Masterplatine verarbeitet die Ergebnisse der Spannungs-, Strom- und Temperaturmessungen und führt die Simulation der Batterie entsprechend dem geladenen Modell durch.

Masterboard

Das Masterboard basiert auf dem Mikrocontroller NXP MPC5775B. Das Masterboard ist für die wichtigsten Datenverarbeitungs- und Steuerungsfunktionen zuständig und implementiert die folgenden Funktionen und Schnittstellen:

  • Batteriesimulation in Echtzeit
  • CAN-Bus-Kommunikation
  • Daisy-Chain-Kommunikation mit Slave-Karten
  • EMV-Schutz für Fahrzeuge
  • Schnittstelle für isolierte Strommessung
  • Schnittstelle für isolierte Relaissteuerung

Slaveboard

Das Slaveboard basiert auf dem analogen Frontend MC33771B von NXP. Jedes Batteriemodul hat sein eigenes Slave-Board, das für die Messung der Spannung und Temperatur des Moduls verantwortlich ist. Das von uns entwickelte Slave-Board unterstützt Batteriemodule mit einer Konfiguration von 7-12 Zellen pro Modul.

Basic technical features

Hardware
MCU MPC5775B AEC-Q100, ASIL-D-Unterstützung, 2 x Power Architecture z7-Kerne mit 264 MHz
Speicher 256 KB RAM, 4MB ROM
Batteriekonfiguration
Zellzahl in Serie 12 Zellen pro Modul, bis zu 56 Module/td>
Batteriestrom Bis zu 1200 A
Slaveboard
Leistung 9.6…61.6 V Betriebsspannung
ISchnittstellen Isolierte 2.0 Mbit/s mittels symmetrischer Kommunikation oder 4.0 Mbit/s SPI
Größe 60*80mm
Masterboard
Leistung 9V-16V Betriebsspannung
Schnittstellenverbindungen CAN-Bus-Typ: ISO 11898, CAN 2.0A
Größe 120*120mm

 

Andere Fallstudien

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