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> TI TMS570LS0432电动汽车电池管理系统参考设计
TI TMS570LS0432电动汽车电池管理系统参考设计
TMS570LS器件整合了ARM Cortex-R4 CPU。该CPU提供了高效的1.66DMIPS/MHz性能，具有可在高达80MHz的频率下运行的配置，实现了高达132DMIPS的性能。该器件支持大端（BE32）格式。
时间: 12:54 来源:未知 作者:ioter 点击:次
TMS570LS器件是一款面向安全系统的高性能汽车级微控制器。安全架构包含步调一致的两个CPU、CPU与存储器逻辑、闪存与数据SRAM的ECC、外设存储器奇偶校验和外设I/O的回送功能。
TMS570LS器件整合了 -R4 CPU。该CPU提供了高效的1.66D/MHz性能，具有可在高达80MHz的频率下运行的配置，实现了高达132DMIPS的性能。该器件支持大端（BE32）格式。
TMS570LS器件具有384KB和256KB集成式闪存（分别）与32KB数据RAM。闪存和RAM均具有单比特纠错和双比特检错功能。该器件上的闪存属于非易失性电擦除可编程存储器，具有64位宽数据总线接口。闪存由3.3V电源输入（电平与I/O电源一样）供电，用于实现所有读取、编程和擦除操作。在流水线模式下，闪存在80MHz系统时钟频率下运行。在支持的频率范围内，SRAM支持字节、半字、字和双字模式下的单周期读/写访问。
TMS570LS器件具有面向实时控制应用的外设，包括具有19个I/O终端的新一代高端定时器（N2HET）定时协处理器和1个支持16个输入的12位模数转换器（ADC），采用100引脚封装。
N2HET是一款高级智能定时器，为实时应用提供复杂的定时功能。该定时器由软件控制，采用小指令集，带有专业定时器微机械和I/O端口。N2HET可用于脉宽调制输出、采集或比较输入，或者GPIO。N2HET特别适于那些需要多个信息的应用。高端定时器传输单元（HTU）可以执行DMA类事务，将N2HET数据传输到主存储器上，或者从主存储器传输N2HET数据。
用于高性能运动和位置控制系统中时，增强型正交编码器脉冲（eQEP）模块用于直接连接线性或者旋转增量编码器，以便从旋转机器获取位置、方向和速度信息。
该器件具有12位分辨率MibADC。MibADC通道可以分别转换或者按软件分组，以产生顺序转换序列。有3个独立组群。触发或配置用于连续转换模式时，每个序列均可转换一次。MibADC具有10位模式，可以在需要与早期器件兼容或者加快转换时间的情况下使用。
该器件具有多个通信接口：1个MibSPI、2个SPI、1个UART/LIN和2个DCAN。SPI在类似的移位寄存器式器件之间提供了一种便捷的串行高速通信方法。UART/LIN支持本地互联标准2.1，在采用标准不归零（NRZ）格式的全双工模式下可用作UART。DCAN支持CAN2.0（A和B）协议标准，采用串行多主通信协议，有效支持分布式实时控制和高达1Mbps的通信速率。DCAN是在嘈杂而恶劣的环境下操作、需要可靠的串行通信或多路复用线路的应用的理想之选。
调频锁相环（FMPLL）时钟模块用于将外部频率参考增加到更高的频率，供内部使用。FMPLL为全局时钟模块（GCM）提供5个可能时钟源输入中的一个。GCM管理可用时钟源和器件时钟域之间的映射。
该器件还具有外部时钟预定标器（ECP）模块，使能后能够在ECLK引脚上输出连续外部时钟。ECLK频率是用户可编程的外设接口时钟（VCLK）频率比。作为器件工作频率指示器，低频输出可以从外部进行监控。
错误信号模块（ESM）监测所有器件误差，确定在检测到故障时，是生成中断，还是触发外部nERROR引脚。作为微控制器内的故障条件指示器，nERROR引脚可以从外部进行监控。I/O多路复用与控制模块（IOMM）实现了输入/输出引脚配置，支持备用功能。
借助于集成式安全特性和各种通信与控制外设，TMS570LS器件成了具有安全关键要求的实时控制应用的理想解决方案。
表1& TMS570LS0432的主要特性
TMS570LS0432的主要应用
制动系统（ABS和ESC）
主动辅助驾驶系统
电动助力转向（EPS）
航空航天与航空电子
电池管理系统
图1& TMS570LS0432功能框图
电动汽车电池管理系统(BMS) DM-TMS570BMS参考设计
该电池管理系统（BMS）介绍了TMS570LS0432（通过ISO 26262认证），其支持16节电池模块内1节电池和1个12V电源之间的主动电池平衡。自诊断功能用于监测TMS570LS0432在运行过程中的状态。TMS570LS0432通过UART端口配置BQ76PL455A-Q1，以便监测电池状态。
TMS570LS0432分析电池数据，生成平衡命令。实时中断（RTI）定时器用于调度主动平衡功能。平衡命令通过串行外设接口（SPI）发送到EMB1428Q和EMB1499Q上，以便给所选电池充电或放电。用户可以查看电池电压和其它状态数据，利用在主机PC上运行的图形用户接口（GUI）控制系统操作。TMS570LS0432通过UART端口与主机PC通信。
与该设计配套的软件是在TMS570LS0432 LaunchPad&（LAUNCHXL-TMS57004）和EM1402 EVM上进行开发和测试的。
插入式混合动力电动汽车（PHEV）和纯电动汽车（BEV）是两项新兴技术，将功能强大的电动机用作动力源。为了给这些电动机供电，汽车内安装了由几百节电池组成、总电压达到300V~400V的大电池组。由于电池能量有限，所以PHEV和BEV必须定期充电，通常通过与电网连接来实现。
这些汽车的充电系统由AC/DC整流器（用于从AC线路生成DC电压）和DC/DC转换器（生成电池组所需的DC电压）组成。此外，高级充电系统还可以利用调制解调器与电网通信，以便根据电网条件调整充电。操作和充电过程中要仔细监控电池组，以便充分利用能量和延长电池寿命。
还利用高性能模拟元件来提供关键系统功能和特性，例如传感器反馈、隔离、芯片电源和通信收发器。
bq7xPLxxx器件系列设计用于高电池数电池组。它们可以处理更高功率应用内的电压和电流，例如电动工具。电池组串联的电池越多，电荷状态、阻抗和电容差异对电池组的健康和能量传递的影响越大。bq7xPLxxx器件包含用于让电池恢复均衡的电路。这样就延长了电池组的使用寿命，有助于尽可能多地为应用提供能量。每款bq7xPLxxx器件均能保护电池组和系统免遭过充电、过放电、过温和大电流事件的伤害。
主动电池平衡电池管理系统实例。TMS570LS0432微控制器命令EMB1402 EVM监测电池单元，执行充电/放电操作。用户可以查看电池状态，通过在主机PC上运行的GUI控制电池平衡。
电池管理系统(BMS)参考设计TIDM-TMS570BMS的主要特性
TMS570LS0432微控制器（MCU）的诊断特性用于监测和报告TMS570LS0432在运行过程中的状态
TMS570LS0432 MCU配置BQ76PL455A-Q1，以便监测和检验BQ76PL455A-Q1在运行过程中的状态
TMS570LS0432 MCU分析来自于所有电池的数据，生成主动电池平衡命令
TMS570LS0432 MCU命令EMB1428Q实现电池平衡，监控EMB1428Q和EMB1499Q在运行过程中的状态
TMS570LS0432 MCU通过通用异步收发传输器（UART）与主机PC通信，显示状态和控制运行过程中的平衡操作。
电动车和混合动力电动汽车（EV、HEV、PHEV和轻度混合动力）
储能系统（ESS）
不间断电源（UPS）
电动自行车和电动摩托车
图2& 电池管理系统(BMS)参考设计TIDM-TMS570BMS外形图
图3& 参考设计TIDM-TMS570BMS框图
表2& TMS570LS0432 Launchpad材料清单(BOM)
表3& EM1402 EVM材料清单(BOM)
详情请见：
(责任编辑：ioter)
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