如何用分立器件搭建BMS中采集模塊

沒有AFE年代如何搭建BMS系統(tǒng)？

現(xiàn)如隨著BMS的行業(yè)的日漸成熟今各大IC公司推出各種各樣的AFE芯片集成了電壓、電流、溫度采樣，通信傳輸，MOS控制，自檢診斷等大量功能極大方便了我們搭建BMS，僅使用一顆芯片可完成諸多功能。今天追本溯源我們一起來學(xué)習(xí)下如果沒有或者不用集成AFE芯片如何用分立器件搭建BMS中采集模塊。

目標(biāo)需求：完成至少8串單體電芯的采樣，保證精度＜5mV，并將采樣結(jié)果輸出給MCU。

方案一：MCU系統(tǒng)的AD范圍一般為0~5V或者0~3.3V，要采集多串單體的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于AD范圍，采用電阻分壓的方式將較高單體電壓分壓到AD范圍內(nèi)采樣獲取。

如上圖所示每一串匹配合適的電阻分壓后給AD采集，此方案雖然簡單我們需要計(jì)算每一串的電阻阻值精度無法保證，電池本身的直流電阻和外部分壓電阻并聯(lián)后電阻總電阻很小而且構(gòu)成放電回路一直消耗電池電壓這個(gè)缺點(diǎn)是完全不能接受的，因此否定此方案。

方案二：采集時(shí)用電子開關(guān)切換選通，每次選通一串單體正負(fù)極進(jìn)行電壓然后輪詢切換完成所有單體電壓采樣。于是我們選擇這顆8選1的多路開關(guān)集成芯片MAX14752。

通過S0、S1、S2三個(gè)信號控制8個(gè)開關(guān)通道的選通，如下圖真值表

如果實(shí)現(xiàn)上面說過的一次切換選通一串電芯的正負(fù)極，那就用使用兩顆此芯片錯(cuò)位連接的方式，當(dāng)S0、S1、S2每次選通時(shí)就相當(dāng)于只有一串單體電芯被選通即為兩顆芯片輸出之間的電壓。

將兩個(gè)輸出給運(yùn)放得到的輸出值就是單體電壓，單體電芯電壓范圍是0~5V而MCU的AD范圍是0~3.3V因此要保證AD629的輸出范圍在此范圍內(nèi)，就要抬高運(yùn)放的參考電壓。

至此我們就完成了一組8串單體電壓采樣，證明此方案可行。

在對比6811的內(nèi)部原理框圖發(fā)現(xiàn)基本原理也是和我們用分立器件搭建的AFE基本相似。

現(xiàn)今各家IC廠推出的AFE芯片各項(xiàng)性能越來越好用起來非常方便，并不是提倡大家用此方案搭建BMS，我們只是用這種方式來學(xué)習(xí)AFE的基本原理。