BMS气压检测芯片介绍以及霍尼韦尔气压传感器拆解分析

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最近在看电池包内部使用的热失控传感器，目前在汽车电池包上面比较常见的是大气压力传感器，今天一起拆解学习来自于霍尼韦尔的一款BPS（Battery Pressure Sensors）气压传感器产品，在霍尼韦尔官网上面对其介绍了基本情况：如下图，它是用来检测锂离子电池包内的热失控事件（电池热失控会导致包内的气压上升），产品内部使用了MEMS（微机电系统）和ASIC（专用集成电路）相结合的方案去实现，对外为数字通信方式。

上面有一个术语叫做MEMS（Micro Electro Mechanical System），即微机电系统，百度解释为：MEMS是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统，涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术；对于BPS来讲，就是应用MEMS技术，把压力传感器做得尺寸很小。

今天一起拆解与分析的产品如下图，型号为BPS-6L-001，来自于霍尼韦尔，用于检测电池包内的气压；它对外是LIN接口，需要外部提供电源，在上壳体有个小开口，用于感受外界的气压。

产品的尺寸图如下（来自霍尼韦尔官网），原厂在使用手册中，建议安装方式为LOGO面朝上，是为了更准确地感应外部的压力变化。

将下壳体拆掉，露出了PCBA的B面，可以发现PCBA与上壳体是通过连接器固定在一起的，而连接器的外壳与上壳体是一体的。

只能破坏拆解，把上壳体剪掉，PCBA的T面如下，PCB厚度为1.6mm，4层板，表面处理为镀金，最小封装的阻容为0402，器件上面有涂覆三防漆；连接器为6PIN直插类型。

PCBA的B面如下，可以发现B面没有布置器件，只布置了测试点。

因为单板比较小，所以模块划分比较清晰，主要器件如下图：单板上有一个单片机，来自于ST的STM8AF624；有一个LIN收发器，来自于TI的TLIN1029-Q1；有一个主电源LDO，来自于TI的TPS70950QDRVRQ1，为5V电源；另外最关键是BPS芯片，这个芯片没有找到型号。

具体看下这个压力检测芯片，本体表面有个圆孔，用来感受外部压力使用；压力检测芯片BPS用于感知外部的气压，并将模拟量转换成数字信号给到外部的MCU，一般压力检测芯片内部也会有MCU、另外还有用于感知气压的MEMS以及采集电路。

至于气压的检测原理有很多种方案，一种常用方案是通过压阻效应来实现气压检测；检测原理为BPS内部MEMS半导体材料的电阻会随着气压变化而变化，通过检测这个电阻进而与气压关联起来，一般使用惠斯通电桥电路来检测这个电阻变化；一种MEMS的结构如下图（图片来源于网络），MEMS中间有一个半导体薄膜，就是利用它感受压力的变化；另外，一般BPS芯片内部都要做温度补偿或标定，因为MEMS材料的阻值受温度影响较大。