最具性价比的动力电池高压检测方案分享

纯电动汽车一般采用锂电池作为动力电池，其电池组的电压通常都在200V以上，对于纯电动汽车客车甚至超过600V，随着电压平台的升高，对高压系统绝缘性能的实时监测就显得越发重要。

电动汽车的动力系统是一个高电压、大电流的电路，在正常情况下，高压系统是一个封闭的系统，对车体完全绝缘，但不排除在日常使用过程中，潮湿、振动、暴晒等恶劣的环境很容易引起电池高压线束的老化和破皮，从而降低整车的绝缘安全性，使车体漏电，这不仅会危及乘客的人身安全，还将影响低压电器和车辆控制器的正常工作，所以需要配备专门的系统来管理高压系统的安全。

绝缘监测技术是电动汽车上关系到人身安全的一项关键技术，因此，为了保证电动汽车的动力电池组的绝缘安全，一个合格的绝缘检测系统，必须能够准确检测电动汽车动力电池组正负母线对地电压、电池组总压、充放电电流和绝缘电阻等参数实时监控并及时准确的报警。

方案平台介绍

在对绝缘监测系统的主控芯片进行选型时，一方面要考虑芯片各方面的性能是否能达到系统的要求；另一方面要兼顾系统的整体成本，系统成本过高则产品在市场上没有竞争优势；基于以上两点考虑，ZLG立功科技提供基于恩智浦半导体MM9Z1J638的绝缘检测系统的解决方案。方案框图如下图所示：

图1 绝缘检测方案框图

MM9Z1J638的核心特性如下：

集成S12Z内核，最高主频50MHz,同时带有128 KB闪存、8.0 KB RAM、4.0 KB EEPROM。

集成LIN2.2协议物理接口以及一个MSCAN协议控制器，可与汽车总线连接；另外集成4路GPIO口，可作为绝缘检测电路的开关控制。

宽电压供电，可以由12V电池直接供电，无需额外DC电路。

内置１个两通道16位Σ－Δ模数转换器（ADC），用于同步测量电池电压和电流，另外还有一个个16位Σ－Δ模数转换器（ADC）用于温度监控。

采用内部电阻分频器提供4个电池电压测量，采用外部电阻分频器提供最多5个直流电压测量，电压测量范围可支持高达52V的电压直接接入设备，并且当与外部电压分压器配合使用时，可支持更高的电压电池配置。

支持通过一个外部分流电阻进行精确电流测量，电流测量范围高达±2000A。

集成一个内部温度传感器，同时支持4个外部温度传感器输入。

低功耗模式下，支持电流阈值检测，支持LIN、CAN、定时器以及IO唤醒功能。

图2 MM9Z1J638内部框图

开发支持：

1、MM9Z1J638的软件开发环境推荐使用CodeWarrior10.6以上的版本，该软件版本对MM9Z1J638的软件代码限制是128K，而MM9Z1J638的flash刚好为128K，所以在CodeWarrior10.6以上的版本开发，就不会受LICENSE的限制，开发环境完全免费，降低开发成本。

2、有多种参考设计可以供客户参考，支持快速、轻松地开发新应用。另外还提供了底层驱动代码，帮助客户缩短开发周期。

3、MM9Z1J638评估和开发套件（KIT9Z1J638EVM）集成了电流、电压和温度采集，同时配带了CAN和LIN的通信接口，是一款简单但精密的电池传感器评估板。评估板的实物图如下所示：

图3 KIT9Z1J638EVM 板图

总结

MM9Z1J638将模拟、处理器和通信功能集于一身，有助于降低物料成本，以及开发更加先进的电池监控算法。另外ＭＭZ1J683完全符合AEC-Q100汽车标准，可满足严苛的汽车业ESD、EMC标准，并达到零缺陷质量水平，保障检测系统的稳定性。