車載

バッテリ管理システム

電気自動車の電池管理システムのための業界最先端の絶縁ソリューション

概要

ハイブリッドおよび電気自動車の電池管理システム

電池管理システム(BMS)は、電力ストレージシステムの管理と制御をおこない、電池セルの健全性を保証し、車両システムに電力を供給するために使用されます。絶縁製品は、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車 (HEV) の電気系ドメインの BMS 内で非常に多くの用途があります。

設計に関する考慮事項

EV または HEV BMS 電池管理システムで絶縁が極めて重要な理由

電池管理システム(BMS)は、車載された高電圧(HV)電池に蓄電された電力を管理し、電力を車両の残りの部分に給電します。主な機能には、セルのバランス調整、セルの健全性と摩損の均一化、充電および放電のモニタリング、安全性保証が含まれています。これらのすべての機能には、高圧ドメインからのより低い電圧システムを分離するための直流電気の絶縁が必要です。

EV はメインの電池ベースの電源の電池管理システムを活用し、HEV は内燃エンジン(ICE)を補完する、電池側部分の電力に BMS を使用しています。BMS は、電池セルの電圧、電流、温度、摩損レベリングをモニタリングします。その他の機能には、エラー、システムの健全性、利用可能な電力、使用できる残量のモニタリングがあります。個々のリチウムイオン電池セルは、3 – 4V の範囲です。これらはより高い電圧を供給するために直列に接続され、容量を増加させるために並列に接続されています。

モジュールとセルを監視するには、電池管理システムは集中型アーキテクチャ、または BMS マスターといくつかのリモート BMS ユニットから構成される分散型/モジュール型のアーキテクチャを持つことができます。分散型 BMS システムでは、個々のセルをモニタリングするリモートユニットは、BMS に並列に接続されているか、直列にデイジーチェーンになっている場合があります。いずれの場合でも、電池モジュールからの接続、または BMS リモートユニットから BMS マスターへの接続は、BMS マスターを電池の電圧から保護するために絶縁が必要です。

以下の図は、それぞれにリモート BMS 制御ユニットを備えた複数のセル・パックを持つ、分散型電池管理システムを示しています。この構成では、電池モジュール内のセルの測定はリモート BMS ユニットがおこない、BMS マスターコントローラーへの直列接続を介して報告されます。フルスタックの電流測定は、スタックの下部にあるシャント抵抗と Si892xのような絶縁電流アンプを使用して行います。この BMS コントローラーはモジュールの電圧を加算することでフルスタックの電圧を計算することができますが、抵抗分割器と絶縁型電圧感知アンプを使用して、フルスタックの冗長な安全性チェック絶縁型電圧測定を行うことができます。システム全体は、Si86xx および Si88xx などの統合型 DC-DC パワーコンバータなど、デジタルアイソレータで絶縁された CAN などの自動車バスを介してモニタリングおよび制御できます。

ブロック図
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