學(xué)習(xí)分析一款CATL寧德時(shí)代設(shè)計(jì)的BMS電流采樣產(chǎn)品

最近降溫，有點(diǎn)感冒，身體不太舒服；話說這年紀(jì)大了，身體是一天不如一天，想當(dāng)年，我也是籃球隊(duì)主力啊，雖然是班級(jí)的。

前面學(xué)習(xí)問界M5的BMS硬件設(shè)計(jì)時(shí)，聊到其使用的電流采樣方案（如下圖），是一個(gè)單獨(dú)的電流采樣模塊（CSU）；實(shí)際上CATL的這套BMS方案不僅用在問界上，其他很多主機(jī)廠也有使用，例如理想等，今天就單獨(dú)把這個(gè)電流采樣模塊學(xué)習(xí)總結(jié)下。

CATL的這套電流采樣方案是采用霍爾傳感器與CSU+SHUNT兩條采樣路徑，這樣做是為了實(shí)現(xiàn)更高的功能安全等級(jí)。

霍爾傳感器

先看下此霍爾傳感器，是來自于LEM的HAH1DRW 1500S系列產(chǎn)品，它是基于開環(huán)霍爾原理，輸出電壓信號(hào)。

具體使用方法如下圖（來自于LEM官網(wǎng)）：BMS需要給其供電，并檢測(cè)開環(huán)霍爾返回的電壓信號(hào)；其使用單電源5V供電即可，輸出的offset為2.5V，當(dāng)電流方向不同時(shí)，輸出會(huì)基于offset上下2V左右變化。

此開環(huán)霍爾的采樣精度如下表（來自于LEM官網(wǎng)），最大達(dá)到3.25%，所以此開環(huán)霍爾一般是用于冗余采樣對(duì)比，不會(huì)用于SOC的計(jì)算。

CSU

接下來看下電流采樣模塊（CSU），如下圖所示：產(chǎn)品尺寸大概為85mm*78mm*25mm，分為上下兩部分殼體，塑料材質(zhì)，呈黑色；對(duì)外有兩個(gè)連接器，貼片封裝。

取走上蓋如下圖：單板看起來也比較清晰，四角用螺釘固定。

直接看下這個(gè)PCBA板，T面如下：尺寸大概為73mm*67mm*10mm，1.6mm厚，猜測(cè)是4層板；單板上所有器件都有涂覆三防漆，對(duì)外有只兩個(gè)連接器，一個(gè)4PIN，一個(gè)5PIN；單板上最小器件封裝為0603。

B面如下圖：可以發(fā)現(xiàn)B面雖然沒有布置任何器件，但主要區(qū)域也涂覆了三防漆。

然后看下這個(gè)單板的功能模塊劃分，如下圖：也比較清晰，左側(cè)為高壓采樣電路，主要是電流采樣功能，右側(cè)是低壓電路，主要是供電與通信；其對(duì)外為CAN通信，通過納芯微的數(shù)字隔離芯片連接到高壓電路的MCU，此MCU型號(hào)為NXP的MM9Z1J638BM2EP，這個(gè)芯片之前在介紹MODEL S Plaid的小電池BMS時(shí)有學(xué)習(xí)過，這里不贅述。

隔離電源是常見的推挽電源方案，高壓兩端有安規(guī)電容跨接，用于解決EMC問題，并使用了兩個(gè)串聯(lián)。

SHUNT

最后，使用的SHUNT如下圖，是帶有PCB小板的類型，板上有個(gè)5PIN的連接器，其中2PIN用于NTC，2PIN用于電流采樣，剩下中間的1PIN是地線；這個(gè)地方注意下NTC的布置位置，這里是布置在最中心處，對(duì)應(yīng)溫度最高點(diǎn)。

PCBA的表面器件都有涂覆三防漆，NTC封裝為0603，電容封裝為0805，連接器為貼片類型，可能來自于MOLEX；PCB厚度為1.6mm。

最后，此SHUNT尺寸為8436、4mm厚度，25uΩ，可能來自于廠家乾坤，外表面鍍錫。

總結(jié)：

夜深了，剛碼完字，睡覺；以上所有，僅供參考。