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新能源汽车特有核心单元,带动电池线路板厂新增长

文章来源:太平洋证券作者:邓灵芝 查看手机网址
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人气:3321发布日期:2017-07-19 12:26【

新能源汽车的平台架构有别于传统燃油汽车,其中,整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)是最重要的核心技术,新能源汽车的市场带动,使电池线路板厂成为应用新的增长点。

1.整车控制器VCU
VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元,一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置。VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图;通过监测车辆状态(车速、温度等)信息,由VCU判断处理后,向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令,同时控制车载附件电力系统的工作模式;VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。

2.电机控制器MCU
MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,通过接收VCU的车辆行驶控制指令,控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时,MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。


3.电池包与BMS
电池包是新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能,它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体。电池包的组成包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS。
BMS电池包是最关键的零部件,能够提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。BMS核心部分由硬件电路、底层软件和应用层软件组成,但BMS硬件由主板(BCU)和从板(BMU)两部分组成,从版安装于模组内部,用于检测单体电压、电流和均衡控制;主板安装位置比较灵活,用于继电器控制、荷电状态值(SOC)估计和电气伤害保护等。


 

3)BMS为电控系统中PCB使用量最多的电子单元

从技术路线来看,BMS产品的难点在于复杂的线束、一一对应的关系和大电流主动均衡的低成本实现。BMS系统的差异在各个车厂和各个应用平台之间较大,各个企业有自己的风格,目前有三种不同构型,分别为集中式管理系统、半分布式管理系统和分布式管理系统,车厂倾向于采用模块化策略。

集中式管理系统(大BMS方式):将所有的采集单体电压&电压备份和温度的单元全部集中在一块BMS板上,由整车控制器直接控制继电器控制盒。BMS和电池组之间只有连线,连线数量取决于电池组串数,在BMS电路板上的电池管理专用芯片数量也取决于电池组串数。优点是设计简单,成本低。缺点是单体采样的线束比较长,排线复杂,适用性较差,性能无法保证,只能适用于较小的电池包。

分布式管理系统(BMU+多个CSC方式):这种BMS是将信息采集传递的功能与其他功能独立分离,整个系统分成了CSC(单体管理单元)、BMU(电池管理控制器),CSC安装在单串电池上,负责本串电池信息采集和传递,每串电池的信息通过总线传入BMU。这种架构通过总线解决了线束复杂的难题,而且安装相对简单,效率高,柔性好,适合不同电池组规模大小。缺点是每个CSC上都需要MCU和带有隔离的通讯总线,价格要高于集中式架构BMS,尤其在低串数上优势不大。

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