800V电池平台对BMS硬件设计有什么影响与要求

mizhongquan

目前各大主机厂都在推800V平台的电动汽车（图片来源于网络），俨然已经成为各位工程师工作中都需要参与的产品，所以需要了解800V系统给BMS硬件设计带来了哪些影响。



800V平台是一个统称，例如目前已经很成熟的400V平台，它们都是指电池系统的电压等级，但400V或800V只是一个典型值，实际电压是在一个范围内波动的；由400V平台提高到800V平台的主要原因是解决快充问题与提高续航，在最大充电电流受限的情况下，这样可以提高充电功率而又不会增加充电的时间，而且可以放更多的电芯提高续航。（图片来自于网络）



800V平台对BMS硬件设计的影响与要求总结起来主要有以下几点。

电芯节数增加

400V平台的串联电芯典型数量为96s，而800V平台的串联电芯典型数量就为192s，这样带来的直接影响就是AFE数量的翻倍、成本的提高。



更多的电芯带来更大的数据量，为了不增加单体状态信息的传输时间间隔，可能需要提高菊花链通信的速率，例如目前从1Mbps提高到2Mbps；现在主流厂家的AFE支持的通信波特率都提高到了2Mbps（下图来自ADI官网），但是通信波特率的提升，也带来了新的问题，例如通信网络变压器的性能需要重新匹配验证（例如低温下的通信误码率）、通信端口的阻容匹配也要重新做（例如共模滤波电容），还有引起EMC新的辐射超标问题。



安规设计影响

安规设计包括安规距离与安规器件两部分，这些设计主要体现在BMS的高压采样板上；安规距离（电气间隙、爬电距离）在800V平台上面直接提高了一倍，带来的影响就是需要更大的PCB面积；具体的安规距离计算方法可以参考之前的文章《BMS里面的安规设计：电气间隙与爬电距离（下）》，这里不展开了。



至于安规器件，例如菊花链网络变压器、光MOS、数字隔离器等，在800V平台上都需要重新选择，而且选择面会窄很多；这些安规器件的选择与应用可以参考之前的文章《PhotoMOS与干簧管---聊聊绝缘检测电路中的隔离器件》。除此之外，单板上面的高压连接器也需要重新选择。



充电复杂性（BOOST电路）

目前800V平台的电池包，想要正常充电需要充电桩可以支持输出这么高的电压，但目前市场上400V平台的充电桩占绝大多数，所以为了可以使用400V的充电桩给800V平台的车充电，目前阶段解决方法是在整车上面加了一个BOOST升压转换电路，类似下图。



这种场景下对BMS软件的影响比较直观，软件上面需要识别什么时候让BOOST电路工作，充电的控制逻辑会变得复杂；而对于BMS硬件来讲，BOOST电路的增加可能会带来继电器的增加，那么就需要做它的粘连检测（增加电压采样），还有BOOST电路可能会增加X电容，它可能会带来意想不到的问题，我就遇到过。

DV测试准确性

在800V平台使用的BMS产品，它们在做型式试验时，外部的负载或电源需要好好选取，要可以覆盖到800V平台的整个电压区间范围；很多器件在高压下的性能会直线降低，如果使用400V平台的负载去测试800V的产品，很多问题是测不出来的，遗憾的是，我也遇到了。

总结：

这周出差去解决问题，头疼；以上所有，仅供参考。

marjrh

针对您关于800V电池平台对BMS硬件设计的影响与要求的问题，以下是我的专业回复：

800V电池平台对BMS硬件设计提出了更高要求。高电压平台能提升快充能力和续航里程，但同时也带来了更高的安全挑战和更复杂的控制策略。在设计BMS硬件时，需考虑以下几点：

一、更高的绝缘和防护要求，确保人员和设备安全。
二、更精确的电压、电流监测与调控能力，确保电池的稳定运行和充电效率。
三、对电池状态进行更实时的监控与预测，包括电压、温度、电量等参数的实时监测及老化状态的预测。此外，为了满足快速充电和提高续航里程的需求，BMS硬件设计还需优化电流路径和散热设计，确保电池的高效运作。

总之，随着电池电压等级的提升，对BMS硬件设计的要求也在不断提高。具体影响还需结合实际应用场景和具体技术路线进行深入研究和开发。