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2022/02/22
咨询成果
发布成果基本信息
- 成果类型 高等院校
- 委托机构 西安电子科技大学
- 成果持有方 西安电子科技大学
- 行业领域 电子元器件
- 项目名称 高性能锂电监控与管理系统芯片
- 知识产权 发明专利
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项目简介
（一）项目背景
利用电气化技术来解决碳平衡问题是当今社会应对环保及能源危机问题的主要手段，而全球致力于实现的可持续的电气化未来的核心是新能源汽车。电池管理系统 (Battery Management System, BMS) 作为电动汽车电子系统中的核心结构，是实现大功率快充技术和保障电动汽车在充电和使用过程中安全的重要单元。
BMS 对各个电池单元进行智能化管理及维护，从安全性、耐久性、动力性三个方面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 能够检测收集并初步计算电池实时状态参数，同时根据检测值与允许值的比较关系控制供电回路的通断；此外，还会将收集到的关键数据反馈给整车控制器，并接收控制器的指令，与汽车上的其它系统协调工作。总的来说，它主要实现以下几个功能：电池端电压的测量、电池组总电压的测量、电芯电压的测量、充电控制、高压安全控制、数据记录及分析、动态监测动力电池组的工作状态及寿命、单体电池间的能量均衡、电池组总电流测量、模组温度的测量、热管理控制、实时数据显示和通讯组网功能。
中国锂离子电池在储能市场的需求规模巨大。伴随着储能的增加，相应的硬件需求也进一步增长。储能的具体应用方案如下图所示，方案中需要大量电池监控单元对单体电池的状态进行监控与管理。
相对于储能市场，新能源汽车市场更加庞大，带来各个产业链的发展， 如快充、无线充电等。
新能源汽车中，电池数量较多，因市场对象和应用环境，因芯片采购数量巨大，对 BMIC 要求更加苛刻。在传统电池管理系统的设计过程中，其核心的元器件及芯片往往采用ADI、Linear 和 TI 等知名国外半导体厂商的芯片产品，而在现阶段芯片及元器件采购受国外针对性制裁的大背景下，电池管理系统设计中所涉及的核心的芯片及元器件可能面临禁运及供货不足的技术风险。为了解决针对集成电路芯片的“卡脖子”问题，本团队针对 BMS 中最为核心的多节电池监视芯片 (Battery Monitor Integrated Circuit, BMIC) 开展了芯片的国产化研究及实现。
（二）项目简介
本项目采用具有自主知识产权的高压结构，针对电池级联状态下共模电压在开关瞬态的耦合特性，采用电荷补偿策略，减小采集开关引入的误差。基于具有自主知识产权的低温漂带隙基准电路，同时采用深埋齐纳二极管对主基准进行长期温度漂移补偿策略，实现低长期温度漂移系数的基准电压。针对 0~5V 的电池电压采集范围实现高精度的电池电压采集。针对芯片之间需要采用隔离方式进行通讯，同时考虑 BMS 系统复杂干扰环境， 实现菊花链级联通讯。针对模拟信号的采集会因温度和器件长期工作产生漂移，为此需要对采集精度进行纠错以及进行温度补偿，从而保证系统的精确性。芯片具备高输入电压，并可实现电池均衡控制功能。另外，芯片还可通过预设的通用 GPIO 端口实现电流检测、温度检测等额外拓展功能。
（三）关键技术
本团队所研发的多通道BMIC 芯片采用多通道高压采集技术，实现单片支持 6、8、12、16 通道的高精度电池电压采集。采用高精度数模转换技术， 实现 16-bit 增量型Sigma-Delta ADC 结构，针对 0~5V 的电池电压采集范围要求 ADC 的最小分辨率小于 0.1mV。基于超低温漂带隙基准技术，同时采用深埋齐纳二极管对主基准进行长期温度漂移补偿策略，实现长期温度漂移小于 5ppm/1000Hr,温度系数 1ppm/℃的基准电压。采用高抗干扰菊花链通讯技术，应用OOK 和曼彻斯特编码混合调制方式实现菊花链级联通讯。芯片基于自主研发的多功能数模混合电池监测芯片架构，通过自定义指令设计，实现系统芯片的多功能控制。 -
交易信息
- 意向交易额 面议
- 挂牌时间 2023/02/22
- 委托机构 西安电子科技大学
- 联系人姓名 苏老师
- 联系人电话 13991958837
- 联系人邮箱 51978575@qq.com
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