电池管理BMS解决方案 Caesar

电池管理BMS解决方案概况

By Caesar

在这里首先对多节锂电池的BMS做一个基本的概况总结。如有错误，希望大家帮我指出改正，谢谢！

电池管理系统主要有以下部件：

•1）模拟前端采集模块：主要用于对电池组电压，充电电流，放电电流，单体电压，电池温度，等参数进行采集。通常采用隔离处理的方式。（除温度信号。

•2）电池保护电路模块：通常这部分是采用软件控制一些外部器件来实现的。如通过信号控制继电器的通断来允许或禁止充放电设备或电池的工作以实现对电池保护。

•3）均衡电路模块：主要用于对电池组单体电压的采集，并进行单体间的均衡充电使组中各电池达到均衡一致的状态。

•4）下位机模块：信号处理，控制，通讯。

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在方案设计芯片选型中有如下规格需要注意：

一、均流方式 ,如何保证各节电池的电量平衡。

被动式均流，通过耗能器件消耗能量，使其达到平衡。缺点是发热严重。

主动式均流，通过能量转移的方式使其达到平衡。缺点是设计复杂，成本高。

二、模拟前端芯片的选择。主要参数对比如下：

1、可测量多少节电池的级联。

2、是否自带ADC,以及ADC测量精度及转换速度。

3、与MCU通讯方式。

4、是否可级联以及最大值。

5、价格：）

三、电流的测量精度。

霍尔传感器的使用。

四、过压过流过温的保护取决于ADC的测量速度，以及MOSFET的通断时间。下面是常用的几种设计方案。

1、ADI BMS Solution

• Voltage measurement device - monitors and balances the cells (AD7280)

• Isolator - brings the measurement signals across the high-voltage barrier to the battery management unit (ADuM140x or ADuM540x)

• Safety monitor - enables creation of a fail-safe circuit and safe

environment to the user (AD8280)

• Battery management unit – controls and manages battery functions to optimize operation (Blackfin ADSP-50x)

2、ATMEL BMS Solution

• ATA6870 每颗芯片可监控6个cell，最多可级联16颗芯片。配合外电路可实现主动式或被动式电池均衡。

• ATA6871 每颗芯片可监测4-6个cell,最多可级联16颗芯片。

•微控制器检测电池组电压，电流等，管理相关mos及通讯指示功能。

•集成12位ADC.

3、Infineon BMS Solution

方案一：

Infineon高性能16位MCU XC164为平台，辅以AMS高精度、零温漂的动力电池电

流检测芯AS8510的动力电池管理系统（BMS）解决方案

性能资源：

1、14-Channel的A / D转换器与可编程分解（10-bit或8-bit）和转换时间（下至2.55µsor

2.15µs）

方案二：

• ISL78600 单颗芯片可监控6--12个cell，具有电压温度检测，被动式电池均衡，SOC等功能，

• ISL786001单颗芯片可检测6--12个cell

4、Linear BMS Solution

•Linear 主要是高端电源管理芯片，电池充电芯片等。

•电池管理芯片有：LTC6802/6803 多节电池的电池组监视器

•可测量多达 12 个串联锂离子电池的电压 (最大值为 60V)

•可堆叠式架构实现 > 1000V 的系统

5、O2micro BMS Solution

• OZ890单颗芯片可监测5－13个cell,集成13位ADC。

6、TI BMS Solution

•BQ77PL900单颗芯片可监测5－10个cell,需要外部ADC。

7、Maxim BMS Solution

方案一：

• Max11080单颗芯片可监测１－１２个cell,最多可以３１颗芯片级联。工作在工作在

6.0V至72V

•不自带ADC,需外部ADC

方案二：

•Max14921单颗芯片可监测１－１6个cell,最多可以３１颗芯片级联。

•每个电池输入均具有一个相关联的 MOSFET 开关，用于对过充电电池进行放电。

•不自带ADC,需外部ADC

优点唯一的可单芯片检测16路cell的。

各厂家常用型号对比：

厂家型号Cell ADC

凌特/Linear LTC6802/6803 多达12 12位ADC

O2micro 0Z890 5--13 13位ADC

ATMEL ATA6870 4--6 12位ADC

Infineon MCU XC164+AS8510(电流检测）多达14 NO

TI BQ77PL900 4--10 NO

Intersil ISL78600 6--12 14位ADC

ADI ad7280 3--6个12位ADC 1us

ADI ad8280 3--6个12位ADC 1us Maxim Max11080 1--12 NO

Maxim Max14921 1--16 NO