我们先谈一下采样线设计的重要性，采样线设计需要考虑鲁棒性和整个生命周期的失效率，这是为什么呢？其实是我们设置BMS对于单体电压的检测的功能安全等级。电压采样直接决定了电池状态的判定，使得本身电压采集的这个功能，就是整个安全保障体系的最重要环节之一。
图1 从单体的失效来分解
目前一般对采样单体电压&电池温度，都是通过电池电压采集的ASIC实现的。如果把采样环节的电路模型建立起来，ASIC芯片在电压采集的过程如下图2所示。本文先从两个方向来考虑问题：
· 第一是采样线阻抗对采集精度的影响分析
· 第二是短路过程中，熔丝的熔断的情况分析两部分
图2 电池采集的情况
1）基础考虑
采样线径需要考虑以下一些工作电流，在以下的工作电流下，我们来考虑以下基础的参数：
· 静态电流（Ipara）：这个电流值是整个采集环路里面寄生的电流和ASIC内部
· 工作电流（Iwork）：这个根据选用的ASIC的采集时候的工作电流来应用
· 均衡电流（Iblance）：设计的均衡电流，一般的限制是在均衡电阻，其实对于整个采集设计来说也是挺重要的
· 熔断电流（Ifuse）：无论是采用FPC本身的线路设计的熔丝，还是采购的贴片熔丝，设计的熔断电流和设计均需要仔细考虑
· 软&硬短路电流（Ishort）：是指真正线路里面出现硬短路的情况下，对应的阻抗电流
原则上，这些电流要尽量分开，通过较大分隔可以使得整个设计更加响应有效。
图3 采样线熔丝熔断考虑
2）采样设计长度的考虑
由于CMU和BMU的布置和分解有集中式和分布式两种，而且模块的大小也有一些差异性，这就使得整个线路布置的长度，我们可以根据不同的布置模式来勾勒出整个线缆的长度和线径，通过这个来计算整个线路阻抗，特别是需要比较，不同的集中式BMU布置位置对整个线路阻抗的差异。
图4 整个采样线路布置等效图
3）母线排的感性影响
这是之前北汽的工程师和我一起交流的问题，其实客观存在，采样线设计和母线排设计两者是需要同步考虑的。由于CMU的设计原因，一般是需要考虑更多的CMU来覆盖不同的设计，使得某些设计存在于两个组。对于叠层母排的使用，其实实在逆变器和功率电子先用，是需要考虑大的放电电流和制动回收情况下，这个电流在较长的母排下面引发的电压尖峰。如果设计不当，跨母排去采样电压，这个电压会引起器件的采样问题。
图5 铜排分布电感提取考虑
备注：这是逆变器的铜排提取考虑，在电池连接里面也需要用类似的办法提取整个铜排的等效电感，建立总电压的模型，否则总电压、模组采集电压和单体电压在某些时间校核的时候就会出现误差，特别是在高速段，能量回收，做了DTC容易出问题的。
4）熔丝设计电流
现在的办法也确实有两条路，从设计不同Mil的线径，设计一定的长度来使其温度上升熔断；或者是采用现有的表面贴装的熔丝，其最终的设计考虑就是在响应整个短路的电流反应时间；还有正常条件下的阻抗，特别是在均衡电流经过时候，考虑整个阻抗带来的压降对采集的误差。
图6 采样熔丝响应曲线
附录：现在计算能力也比较退化，我们需要根据IPC-2221了解PCB板子和FPC的差异，然后根据其基材、材质还有设计条件来设计走线宽度，特别是平常宽度。通过一个计算器，分别输入各个不同的电流，代入阻抗和各种环境条件来考虑。最后用验证的办法来设计结果。
部件级别的测试方法，其实是汽车电子零部件开发工程师的核心技能，我们不应该简单的交给Validation的工程师，而是写好方法调用资源来设计实验来让设计变得更完整。
参考文件：
1）2017-01-1202 Functional Safety for Battery Monitoring Integrated Circuits
动力电池系统开发管理
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