引言:如上周所说的,我们从BMW I3这台2013年量产,2011年左右开始设计发布的车型来看近10年的变化。无疑迭代最快的是在ADAS领域,如下所示当时分离式的KAFAS2的模块,到I-NEXT的系统架构变迁最快。而电动汽车动力总成域里面最大的变化,还是高低压彻底的分离和充电、高压管控的顶层化。
图1 宝马的KAFAS2和后续演进,10年间这块变化最大
01 I3安全盒设计
1) BEV的安全盒(配电设计)
BMW在I3上引入了安全盒(S-box),如下图所示。
图2 电池系统内S-box的单元
这是为了把电池系统和外部断开的装置,集成了下面这些组件:
- 电池负极电流路径内的电流传感器;
- 电池系统正极电流路径内的熔丝;
- 两个正负极的接触器(主正和主负电流路径都设置开关触点);
- 高电压系统的预充电电路;
S-box用于监控接触器触点、测量蓄电池总电压和监控绝缘电阻的电压传感器 在具备电池加热的设计中,电池系统有一个直接加热的PTC。 在S-box内带有加热装置的控制和供电电子装置,用于控制加热装置的微控制器通过一个CAN与电池管理单元SME控制单元相连,通过MCU接受运行功率要求,通过PWM调整脉冲宽度调制调节所需加热功率(通过控制Power MOSFET)接通和关闭加热装置
图3 S -box内主要的单元
下图是电流采集单元,采用的芯片是 Freescale的S9S12P64MFT 16位(32 MHz),系统电源采用了Bosch CY320电源,隔离是由两个TI低功耗双数字隔离器(ISO7241CQ和ISO7421EQ1),电流传感器为AMS的AS8510测量IC,配备两个16位sigma-delta A / D转换器,调制电路时围绕LTC6655低噪声精密基准IC(0.25 ppm p-p)来设计的