再談BMS外置均衡與內(nèi)置均衡方案的選擇

在2019年的五一前，寫過一篇關(guān)于均衡電路的文章（聊聊AFE的均衡功能電路），兩年過去了，對于均衡電路的選擇有了些新的認知，這次再總結(jié)下。

這次想探討的主題是當(dāng)下外置均衡與內(nèi)置均衡方案的選擇。先簡單聊一下AFE目前的產(chǎn)品近況，業(yè)界幾大主流廠家的主要AFE方案如下表，可能不完全準確，但是也差不多了；看這些AFE的產(chǎn)品路線圖，主流都集中在14s左右，后面還向更高串?dāng)?shù)發(fā)展，而且新品都是力推內(nèi)置均衡方案的。

目前市面上面的BMS產(chǎn)品，基本都是被動均衡方案；其中內(nèi)置均衡與外置均衡方案二者都存在，具體誰多誰少前幾天在公眾號做了調(diào)研，大概有400多水友投票，結(jié)果是內(nèi)置均衡比例最高。

當(dāng)下新設(shè)計大都選擇了內(nèi)置均衡方案，例如下圖中的國產(chǎn)MODEL 3采樣板。

外置均衡在幾年前的設(shè)計中更多些，例如下圖中的MODEL S的采樣板。

國內(nèi)BMS產(chǎn)品的例子就更多了，下圖為B公司的某款采樣板，用的是外置均衡方案。

下圖為C公司的某款采集板，選擇的是內(nèi)置均衡方案。

外置均衡與內(nèi)置均衡的幾個重要選擇依據(jù)均衡電流相比內(nèi)置均衡，外置均衡的電流可以做到很高；但實際中我統(tǒng)計過各BMS廠家所選取的均衡電阻，單通道等效阻值都在30Ω~80Ω之間，這樣按照單體電壓4.3V計算，實際的均衡電流大小是54mA~143mA；一般AFE內(nèi)部均衡MOS可以通過的電流在200mA~300mA之間，這樣看來內(nèi)置均衡方案是可以滿足一般需求的。（下圖來源于NXP的MC33771C）

功能安全診斷至于說功能安全，它作為BMS產(chǎn)品的亮點來講，新方案如果做不到安全目標ASIL C等級，都不好意思去客戶那里講PPT。而且很多AFE的安全機制的實現(xiàn)方案是與內(nèi)置均衡方案掛鉤的，例如ADI的6815，如下圖所示：AFE內(nèi)部的ADC不僅可以通過(Cn~Cn-1)來檢測電壓，還可以通過(Sn~Sn-1)來做備份采樣；如果使用外部均衡方案，相關(guān)的安全機制是實現(xiàn)不了的，直接出現(xiàn)了單點故障。

成本成本簡單來講，外置均衡更貴毋庸置疑：每個通道多了一個MOS開關(guān)、兩個普通電阻，甚至還要加一個穩(wěn)壓二極管，如下圖（來自ADI官網(wǎng)），粗略估計單通道要增加2~4毛錢左右的成本。

抗浪涌性能除了AFE自身不支持內(nèi)置均衡這個理由外，目前選用外置均衡最大的優(yōu)勢就是抗浪涌性能要優(yōu)于內(nèi)置均衡方案；下圖為內(nèi)置均衡的電路方案，其均衡引腳Sn外部只經(jīng)過幾十歐姆的均衡電阻就直接連到了電芯處，而Cn線上面的串阻會達到幾百歐姆，所以Sn引腳會相對更容易被浪涌損壞。

但是如果采用外置均衡方案，如下圖所示，Sn引腳就被3.3KΩ電阻與PMOS隔離了一下，要比上面的耐受性能提高很多。

總結(jié)：最近最火的話題就是上海車展，朋友圈各種展車照片在曬著，可惜沒有時間去見識一下；這是五一前最后一篇，大家節(jié)后見了；以上所有，僅供參考。