浅析奥迪电池管理系统
前段时间向公众号“汽车ecu开发”运营的吴飞兄弟要了奥迪e-tron的一些资料，涉及的比较细，我觉得可以整理下供大家参考。总体的感受是：
奥迪在一个电池包里面用了太多的mcu、can收发器了，在芯片供应充分的情况下没问题，但在芯片紧缺的时候，要凑齐15个mcu、14个sbc和16+以上的can收发器才能让这个电池包工作起来，困难被放大了；
奥迪在电池的使用策略方面，还是相对保守的，这也使得安全系数更高——直接告诉用户总电量95kwh，但出于安全的目的只开放83.6kwh的可用电量，其他12%被封存起来；
熔丝和继电器的配组，是将充电和放电分开，这样有利于处理不同状态下的短路，可以比较好地进行匹配；特别是在大电流充电下，熔丝规格可以选择调整搭配。
接下来展开说一下，供各位读者参考。一、奥迪自己定义的一些内容（1）为什么可用电池能量的比例这么低？奥迪的几个电池系统都有这个问题，如下图所示95kwh的电池，可用能量83.6kwh，这个和我们国内的可用能量比例的差异还挺大。备注：e-tron后续升级有一个110kwh的电池包
实际在这份材料的定义中，是这么分配83.6kwh的——在德国的工程师来看，4%的上限和8%的下限，相当于有12%的电量是没办法使用的（对应11.4kwh的能量）。下面这张图可以看出，在8%的soc状态下对驾驶者直接显示0%，而96%则直接对应100%。
（2）bdu的内部结构这个bdu的设计结构图如下所示，主要包含后驱、前驱、快充和辅助配电等几个主要的接口。
奥迪bdu的设计根据这里的数据，我们能看到以下信息：
预充电阻为15欧；
一共配置了5个直流接触器，一对快充接触器和一对主正主负和pcc的预充接触器；
熔丝的配置，是快充fuse和快充基础一起进行匹配；前驱和后驱分别和mcp和mcn主正和主负进行匹配，这样可以在快充和驱动短路的时候有针对性的设计熔断时间；
考虑到充电器和其他小熔丝熔断的可能性比较高，单独做了个bjb 的fuse box；
二、电池管理系统的构成
在这里有好几块板子：
电池管理（由marquardt和dräxlmaier提供）：我习惯叫bmu，奥迪的叫法是bmc，放在电池包外。
根据拆解信息来看，主芯片mcu为spc5746，电源芯片为sbc mcz33905（含一路can和一路lin），两路外can收发器为tja1051。2路高边输出的芯片为st vn5e160s。bmu里面还保留了一个ti的msp430g223
采样管理：我习惯叫cmu，功能如下，1托3并且使用can总线，这个习惯一直延续到meb的设计中。在这里的均衡策略，是需要电池在30%的soc状态下才能允许，并且在电池压差在1%的时候开始均衡
根据拆解信息来看，afe的芯片采用的是mc33771，单片机采用了spc5602d，供电采用了nxp的uja1164，和afe的隔离采用的是变压器mu1228nl，afe的状态检测通过管够acpl k49l进行输出。
bjb电池高压管理（由draxlmaier提供的）：主要的目的是管理高压接触器，并且每隔30s进行绝缘检查
根据拆解信息来看，它的供电芯片为sbc mc33908（继承了can收发器），主芯片mcu为mpc5744p。继电器驱动采用高边开关st vnd5160 和低边开关st nd7nv04。做绝缘检测采用的是adc （microchip 的mcp3911），做高压检测采用了lm2903进行采样，内网的数据收发采用了tja1042收发器。
小结：在这里我们可以做个简单的加法：不算cva的shunt，一共用了15个mcu芯片，14个sbc芯片，还有一堆can收发器。对分布式通信系统而言，一台电动汽车的电池包系统对于mcu的消耗，基本够一台简单的传统车的使用了。这也能从另一个侧面反映出，在芯片短缺方面，国内的状况比国外稍微好一点的情况。从总线和硬件技术架构里面，国内外的技术路线还是有差异的。
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奥迪在电池的使用策略方面，还是相对保守的，这也使得安全系数更高——直接告诉用户总电量95kwh，但出于安全的目的只开放83.6kwh的可用电量，其他12%被封存起来；
熔丝和继电器的配组，是将充电和放电分开，这样有利于处理不同状态下的短路，可以比较好地进行匹配；特别是在大电流充电下，熔丝规格可以选择调整搭配。
接下来展开说一下，供各位读者参考。一、奥迪自己定义的一些内容（1）为什么可用电池能量的比例这么低？奥迪的几个电池系统都有这个问题，如下图所示95kwh的电池，可用能量83.6kwh，这个和我们国内的可用能量比例的差异还挺大。备注：e-tron后续升级有一个110kwh的电池包
实际在这份材料的定义中，是这么分配83.6kwh的——在德国的工程师来看，4%的上限和8%的下限，相当于有12%的电量是没办法使用的（对应11.4kwh的能量）。下面这张图可以看出，在8%的soc状态下对驾驶者直接显示0%，而96%则直接对应100%。
（2）bdu的内部结构这个bdu的设计结构图如下所示，主要包含后驱、前驱、快充和辅助配电等几个主要的接口。
奥迪bdu的设计根据这里的数据，我们能看到以下信息：
预充电阻为15欧；
一共配置了5个直流接触器，一对快充接触器和一对主正主负和pcc的预充接触器；
熔丝的配置，是快充fuse和快充基础一起进行匹配；前驱和后驱分别和mcp和mcn主正和主负进行匹配，这样可以在快充和驱动短路的时候有针对性的设计熔断时间；
考虑到充电器和其他小熔丝熔断的可能性比较高，单独做了个bjb 的fuse box；
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在这里有好几块板子：
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根据拆解信息来看，afe的芯片采用的是mc33771，单片机采用了spc5602d，供电采用了nxp的uja1164，和afe的隔离采用的是变压器mu1228nl，afe的状态检测通过管够acpl k49l进行输出。
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根据拆解信息来看，它的供电芯片为sbc mc33908（继承了can收发器），主芯片mcu为mpc5744p。继电器驱动采用高边开关st vnd5160 和低边开关st nd7nv04。做绝缘检测采用的是adc （microchip 的mcp3911），做高压检测采用了lm2903进行采样，内网的数据收发采用了tja1042收发器。
小结：在这里我们可以做个简单的加法：不算cva的shunt，一共用了15个mcu芯片，14个sbc芯片，还有一堆can收发器。对分布式通信系统而言，一台电动汽车的电池包系统对于mcu的消耗，基本够一台简单的传统车的使用了。这也能从另一个侧面反映出，在芯片短缺方面，国内的状况比国外稍微好一点的情况。从总线和硬件技术架构里面，国内外的技术路线还是有差异的。
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