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[参考译文] BQ40Z80:用于水下自主驾驶车辆的 BMS

Guru**** 2563590 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ40Z80, BQSTUDIO, EV2400, BQ40Z50

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1271939/bq40z80-bms-for-autonomous-underwater-vehicle

器件型号:BQ40Z80
主题中讨论的其他器件: BQSTUDIOEV2400BQ40Z50

您好!

我叫 Parker Schless、我是康奈尔大学自动水下飞行器(CUAUV)的电气团队成员。 我们正在为我们的子系统制作新的电池管理系统、并希望使用 BQ40Z80芯片来实现这一点。 然而,我们都是非常新的这个,并有许多问题(有些似乎微不足道,但我们是学生,所以请忍受我们!) 在我们的系统中实施该芯片的更多信息。 下面是我们的系统概述、供参考(我们的网站提供更多信息: https://cuauv.org/):)

1.我们使用以下电池通过水下额定电缆为支架供电(电池位于各自独立的箱体中): https://hobbyking.com/en_us/turnigy-graphene-professional-10000mah-4s-15c-lipo-pack-w-xt90.html

2.我们在我们的副电池箱中有2个电池箱,然后我们使用主副外壳内的 PCB 上的或控制器将其合并。

3.目前我们子系统中没有任何电池管理系统、所以我们是从零开始实施的。 我们计划使用 BQ40Z80芯片和位于电池仓体中的 ATXMega MCU 制造定制 PCB。 然后、MCU 将发送 BQ40Z80 SMBus 命令、还通过 RS232线路接收来自主外壳中的主子计算机的命令。

 

下面是关于芯片实际应用的一些问题:

1.我们了解到 BQSTUDIO 对于创建电池的充电曲线以及改变其他参数是必要的。 但是、由于我们计划制作自己的 PCB、因此我们不使用评估板。 是否可以使用通用的 USB 转 I2C FTDI 转换器将芯片与 BQSTUDIO 链接在一起? 或者我们是否必须单独购买外部 EVM2400模块。

数据表中的推荐原理图显示了6节串联电池的一种实现方案。 我们想知道是否有我们可以使用的4S 电池原理图示例、尤其是高分辨率图像、因为数据表图像相当像素化。 我们主要关心的是如何用4s 还是6S 电池去实施过压芯片。

3.由于我们通过这种电池和执行器为8个 BlueRobotics T200推进器供电,我们可以消耗高达60A 的电流。 假定按照规定使用合适的1m Ω 传感电阻器、芯片的电流检测功能是否支持如此高的电流?

4.我们看到芯片能用温度读数为系统做决策。 由于我们的电池没有内部热敏电阻、是否可以在电池上放置外部热敏电阻? 或者这不起作用吗、我们不应该使用热敏电阻功能。 芯片还提到了在 MOSFET 本身上感应温度的能力、我们是否也会为这些使用外部热敏电阻、如果我们在 FET 上安装散热器、它们是否仍然能够工作?

5.我们也想了解芯片是如何决定它将在哪种模式下工作的。 我们的目标是:我们希望芯片能够检测电池组输入端何时连接到直流充电器、以便其正确地为电池充电。 我们还希望芯片能够检测何时插入副线对电池放电(据我所知、当连接副线时、有一个 SYSTEMPRES 引脚就会接地、 但是该引脚也兼用作 SHUTDN 引脚、因此我不确定如何使用这两种功能)。 当电池仓体插不通电时、我们希望芯片基本以尽可能低的功耗模式运行、这样可以让仓体正常运行一段时间、电量水平仍然保持不变(或尽可能接近) 我们将其保留为(我还回顾了唤醒功能和 SHUTDN 功能、我假设这些功能将用于该功能)。 我查阅了数据表以了解不同的模式、但最好能够了解我们如何根据要求在特定系统中实施这些模式。

6.推荐的原理图显示了 SMBus 连接的火花隙。 我不熟悉这些元件、对于这些是实际的 SMD 组件(如果是、建议在布局中使用哪些元件)还是仅作为 PCB 布线使用、我感到困惑。

7.数据表显示了主要故障(次级保护功能)如何通过熔断保险丝来永久禁用系统。 但是、推荐的原理图显示这条线被划掉、表示不安装。 拆下保险丝的原因是什么、这是我们应该在我们的电路板中实施的? 如果是、您建议为我们的应用选择哪种保险丝。

8、另外我觉得主要的安全功能是不是像第二个安全功能那样只禁用了电池的输出或者充电、而不是熔断保险丝。 我们主要关注过流情况、我们希望只禁用电池输出(而不熔断保险丝)、并能够向芯片发送复位信号、以便在问题得到验证后重新启用电流)。

感谢您对此给予的及时响应、希望我们能收到一些熟悉此芯片的 TI 代表的电子邮件、并在接下来的几个月内为我们的子系统开发此解决方案的过程中回答我们的问题。 感谢您的观看!

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Parker、

    Unknown 说:
    2. 在我们的子机箱中有2个这样的电池箱,然后我们使用主子机箱内的 PCB 上的或控制器将其合并。

    我短暂地看了一下电池组、这些似乎都是4S。 根据产品说明书、BQ40z80支持最高6S。 BQ40z80不可堆叠、这意味着您可以在一个堆叠的基础上使用另一个。 您可以并行运行它们。

    1- EV2400对于 BQStudio 是必需的。

    2-可以短接上部电芯引脚来为4S 系统配置电量监测计。  过压和安全保护可配置为低至2S。  

    2.1 -另一个注意事项是、您是否查看了 BQ40z50? 这是一个4S 解决方案。 因此、无需将任何引脚短接至

    3-这应该可以。 保护 FET 时、需要考虑并联 FET、

    此器件具有几个可用作外部热敏电阻的通用引脚。 此外、该器件具有专用热敏电阻、可用于测量电池温度。  

    5 -请参阅 中的7.3电量监测计模式 TRM

    如果连接了充电器、器件将从 SHUTDOWN 模式唤醒。  

    6 -请参阅 bq40z50高级电量监测计电路设计

    7-我们不在评估板上组装保险丝。 我们希望能够在多种条件下测试监测计、而不会使保险丝熔断。 对于正常使用、您可以使用 EVM 中列出的保险丝、

    8-电量监测计具有内部 FET 驱动器、当 FET_EN = 1时、该驱动器将自动运行。 触发保护时、该器件将打开 FET。 同时、 如果满足恢复条件、该器件将自动从其故障中恢复。 有关详细信息、请查看 TRM。

    此致、
    何塞·库索

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    感谢您的答复、Jose!

    几个后续问题:

    1.听起来 BQ40Z50会是比较适合我们需要的芯片 除了4S 和7S 功能外、两者的主要区别是什么?

    2.由于 BQ40Z50没有任何 GPIO 引脚、我们如何使用该芯片向我们的 MCU 发送信号、让它在芯片处于关断模式时关闭呢?

    3.外部 EVM2400是否足以对芯片进行编程? 我们需要在定制 PCB 上实现芯片、然后将 SMBus 线路输出到外部模块。

    4.连接到负载时、要在输出端的两节电池之间正确地合并电源、我们是否需要使用任何类型的 IC 来实现这一点? 我们希望并联电池(每个电池都有自己的 BQ 芯片和 MCU)、以便我们可以同时从两个电池汲取电流、而无需担心电压电平差异导致的欠压问题。

    5.通过 BQ 芯片、我们是否需要特定的充电器给电池充电呢? 或者我们能否仅使用连接到电池组输入的常规直流电源?

    再次感谢!

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    您好、Parker、

    它们几乎是相同的器件。 电池节数差异。  

    BQ40z50-R5在三个 LED 引脚上支持 GPIO 功能。 请参考 TRM

    3-要对 BQ40zxx IC 进行编程、您需要 BQStudio 或 TI 推荐的第三方编程器工具。

    这两个器件可以并行运行。 可以更改其中一个上的 SMBus 地址以避免冲突。


    首选充电器、但如果您拥有精度为1mV 的稳定电源、这应该没问题。  

    此致、
    何塞·库索

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    1.从 BQ 电路中输出出来后、结合两个电池的输出是否存在问题(因为每个电池都是由各自的 BQ 和 MCU 单独控制的)? 例如、它们处于不同的电压和充电水平? 我们是否需要某种电池 选择器来支持两个电池同时放电并根据其状态安全管理从每个电池消耗的功率?

    2.另外、我假设我们得到的充电器不需要一个平衡连接器、因为这个由芯片自行管理、但我只想确认整个系统需要充电的时候、都是一个稳定的电压源。

    3.您能否提供一些 TI 认可的、可能更便宜的第三方替代闪存工具的链接?

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    您好、Parker、

    1-组合两个输出、意味着您将堆叠测量仪表。 BQ40z80/50不可堆叠。  

    如果您需要8S 系统、您可能更适合使用 BQ76952使用栈顶电量监测计(例如 BQ34z100-R2

    直流充电电压(恒定电压)必须保持稳定。 该监测计在充电和休息期间具有电池自主平衡功能。

    3-我们不推荐使用闪存编程工具、但这是一个选项。  https://www.ti.com/tool/MKST-3P-ALT-EV2300

    此致、
    何塞·库索

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    非常感谢您的帮助、Jose!