Innowacyjne podejście do BMS
Analog Devices opublikował szeroki materiał na temat układów zarządzania pracą baterii - przedstawia w nim między innymi nowatorską koncepcję bezprzewodowego systemu BMS oraz publikuje szereg wskazówek na temat projektowania tego typu układów.
Aby obsługiwać rozproszoną, modułową topologię w środowisku o wysokim EMI, charakterystycznym dla pojazdu EV/HEV, wymagane jest zastosowanie solidnego systemu komunikacyjnego. Zarówno izolowana magistrala CAN, jak i autorski isoSPI firmy ADI, oferują sprawdzone w przemyśle motoryzacyjnym rozwiązania do łączenia modułów w tym środowisku. Chociaż magistrala CAN zapewnia dobrze rozwiniętą sieć do łączenia modułów akumulatorowych w zastosowaniach motoryzacyjnych, wymaga jednak zastosowania wielu dodatkowych komponentów. Na przykład implementacja izolowanej magistrali CAN za pośrednictwem interfejsu isoSPI z układu LTC6811 wymaga użycia tranceivera CAN, mikroprocesora i izolatora - główną wadą magistrali CAN jest dodatkowy koszt i miejsce na płycie wymagane dla tych dodatkowych elementów. Rysunek 2 przedstawia możliwą architekturę opartą na CAN (w tym przypadku wszystkie moduły są połączone równolegle).
Rysunek 2: Równoległe, niezależne moduły CAN © Analog Devices
Alternatywą dla interfejsu CAN jest innowacyjny 2-przewodowy interfejs isoSPI firmy Analog Devices. W przeciwieństwie do czterech przewodów wymaganych przez magistralę CAN, zintegrowany z każdym układem LTC6811 interfejs isoSPI wykorzystuje prosty transformator i pojedynczą skrętkę. Rozwiązanie isoSPI zapewnia interfejs odporny na zakłócenia (dla wysokich zakresów sygnału RF), w którym moduły można łączyć w zespole stosując długie kable i pracować z szybkością transmisji danych do 1 Mb/s. Rysunek 3 przedstawia architekturę opartą na isoSPI i wykorzystującą moduł CAN jako bramkę.
Rysunek 3: Moduły szeregowe z bramką CAN © Analog Devices
Obie architektury, przedstawione na rysunkach 2 i 3 mają swoje wady i zalety. Moduły CAN są standardowe i mogą być obsługiwane z innymi podsystemami CAN, korzystającymi z tej samej magistrali, podczas gdy interfejs isoSPI jest zastrzeżonym rozwiązaniem ADI i komunikacja może odbywać się tylko z urządzeniami tego samego typu. Z drugiej strony moduły isoSPI nie wymagają dodatkowego transceivera i MCU do obsługi stosu oprogramowania, co daje bardziej kompaktowe i łatwe w użyciu rozwiązanie. Obie architektury wymagają połączenia przewodowego, co ma istotne wady w nowoczesnym systemie BMS, w którym prowadzenie przewodów do różnych modułów może być problemem trudnym do rozwiązania, jednocześnie zwiększając wagę i złożoność całego systemu. Przewody są również podatne na oddziaływanie szumów, co prowadzi do konieczności stosowania dodatkowych filtrów.