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一起做一下BMS的最差情况电路分析(WCCA)(下)

10/31 15:34
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最近一段时间更新少,主要是事情多而杂,脑力耗费多,晚上回到家后就啥都不想做;最近这边的天气终于转凉,有真正进入秋天的感觉,终于没那么难熬了。

今天继续前文,举例介绍WCCA的计算过程与方法。

前文计算过了上图中各个电阻与BJB的参数公差,假设输入电压为1000V,那么每个分压电阻上的电压大概为200V,AC系列分压电阻的偏差如下;采样电阻的话粗略计算可以不考虑电压系数的影响,正负偏差近似取成相同;而BJB就按照±0.2%计算。

接着我们按照此采样电路的计算公式,可以判断出当分压电阻上偏移、采样电阻下偏移时取得最小值;当分压电阻下偏移,而采样电阻上偏移时取得最大值;另外再加上ADC的偏差,由于这种变化关系比较直观,可以使用EXCEL直接计算,如下表。

上面这个高压采样电路比较简洁,我们可以直接看出WCCA计算时、各个器件参数应该去按照哪个方向的偏移去考虑,但是如果电路稍微复杂些、或者器件变量很多时,很难直接看出参数变化与极值变化的对应关系,在这种情况下标准中推荐的方法是计算各个参数的偏导数,用它来判断函数单调性,进而可以判断参数变化时的电路极值的变化方向。

如下图采样电路,一般是为了采集外部负电压,所以在采样端口上加了一个上拉参考源,这个电路相对就会复杂些,不能直观看出来最大最小值是怎么跟随各个位置的电阻阻值变化而变化的。

上图使用求偏导数的方法我用起来有点吃力,所以这里推荐使用了另外一种方法,即MATHCAD软件中的最大最小值求解的方法,接下来结合上面的电路来一起看下怎么使用。

首先是将上图的函数表达式整理出来,即BJB采样端口电压与外部输入电压的关系,这里将VREF设置成2.5V,具体如下图:

建立完数学关系之后,然后定义成函数,并赋予各个变量初始值。

接着再定义各个变量的取值范围,这里就将前面计算出来的电阻总偏差作为约束条件,最后通过最大值最小值函数直接求出最值;注意这里求出的结果只是最值存在时的电阻取值。

最后通过EXCEL计算,并叠加上ADC的误差,最终结果如下表;另外这个计算更全面一些的话,实际还要加上参考源Vref的偏差,至此整个WCCA计算就结束了。这个过程只是看可能没有太多感觉,需要实际动手计算一遍加深理解。

总结:

今年我深入参与设计的几个项目,大都无疾而终了,仔细想一想也有点情绪,感觉是不是与项目八字不合啊;以上所有,仅供参考。

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公众号“新能源BMS”主笔,从事新能源汽车电池系统设计工作,具体为BMS硬件设计工作将近10年,在几个大的主机厂都工作过;希望通过文字,把一些设计经验和总结分享给大家,共同成长。