BMS系統(tǒng)的硬件架構介紹

鋰電池在生活中越來越多的方面扮演能源的角色，除了大家熟知的電動汽車行業(yè)，在一些消費類，工業(yè)類電子產品比如手機，電動自行車，電動工具中都有應用，追本溯源今天我們一起來學習下最基礎的BMS架構。

1~4串架構

以S8241為代表的無通信/無固件/模擬器件

可實現過充保護、過放保護、過流/短路，參數由器件后綴代碼決定;通信類手持設備供電系統(tǒng);1~4節(jié)電池保護板架構

如圖使用S-8241系列保護IC，一對充放電MOS管控制充放電的回路的切斷和接通，系統(tǒng)供電來自于電芯電壓，VM引腳用于檢測過流和充電器連接。R1/C1構成濾波電路采樣電壓。根據電芯特性不同保護參數由S2841+后綴代碼區(qū)分

通過下圖內部框圖可以看出VM引腳通過比較器觸發(fā)1.2.3級過流保護，過流檢測電壓由上圖中的芯片選型決定，而過流電流可以通過限制的過電流檢測電壓除以所選型MOS管的內阻和得出。

同理2S 3S 4S都可以用這種架構完成

3~15串架構

以bq769X0為代表 3~15串

有通信、可以通過通信接口燒錄配置固件參數，主要應用于輕型電動車輛 (LEV)： 電動自行車 (eBike)， 電動踏板車 (eScooter)， 腳踏電動自行車 (Pedelec) 和踏板輔助自行車

VC0~VC5電芯采樣點，SRP/SRN電流差分采樣、BAT芯片供電端，SCL/SDA為IIC通信端口，CHG/DSG分別為充放電MOS管驅動端;TS1為熱敏電阻采樣點;

除了5/10/15中間串數通過短接中間采樣實現，具體如下表操作

特點：MOS管在低端發(fā)生保護時切斷地回路，這樣就沒法在發(fā)生保護時進行通信;當然也可以把MOS管對放置在高端如果要直接驅動就得用PMOS管但是PMOS選型較少比同等NMOS管價格也高，那么用NMOS管放在高端就得使用電荷泵方式使得G極電壓高于電源電壓才可以驅動。

還有一個需要注意的點：如圖標注地方，DSG管GS之間只有1個1M的電阻，用于驅動MOS管，但是充電管比較放電管驅動回路上，多了一個PMOS一個電阻一個二極管，其中PMOS用于當充電管關斷時S極電壓和G極電壓等電位PMOS管截止放置來自充電機等外界的沖擊，1M電阻和二極管組成網絡只要當CHG為高時單向導通，CHG關斷時PMOS截止，1M電阻用來限流分壓不會讓外界沖擊對芯片造成損傷。

其中也可以在電路中加入預充回路;

12~∞串架構

以LTC6813為代表可通信/可級聯/需要軟件編程配置工作參數

符合AEC-Q100車規(guī)標準，ISO26262功能安全標準廣泛引用電動汽車和混動汽車電池管理系統(tǒng)中。16位ADC精度較高最大2.2mV測量誤差，290us可完成全部18串電池采樣。