锂电池管理系统BMS硬件保护系统架构设计实现

图 1 无绳电动工具及吸尘器出货趋势

芯片的要求也随之提高，可靠的 BMS 电池管理系统需具备以下特性。

图 2 典型的 BMS 保护系统

图 4 电池采样模组架构

电平转移电路 Levelshift 将电池包中各节电芯

电压转换为对参考地 VSS 的电压以便后续进行过压

欠压信号处理，决定采样精度主要有两个方面：电

平转移电路自身的精度以及比较器失调电压，这在

具体设计时都需要仔细考量。

为满足低功耗需求，电平转移电路一般都是分

时工作的，这里采用有限状态机对电平转移电路工

作时序进行控制，采用状态机优点是状态机自身鲁

棒性和扩展性，可以对状态机各个状态的不同时序

进行分别控制以便达到多通道快速部署的目的。

3.2 电流检测模组及温度监控模组

BMS 硬件保护 IC 系统中电流采样模组图 3 BMS 硬件保护 IC 系统架构

3.3 数字控制硬核模组

数字控制硬核模组是整个 BMS 硬件保护 IC 系统的“大脑”，所有外围模组给出的信号都会输入至数字核模组，数字核模组根据相应保护策略给出控制信号用以控制外围相关模组工作状态。信号在数字核中有以下四种形态。

（1）事件：指外围模组输出至数字核的初始信号。

（2）延迟事件：由于电池包系统工况复杂，很有可能误触发事件，因此需要对相关时间进行延迟或者计数以避免误触发。

（3）状态：延迟事件触发表明 BMS 系统出现4 结语

本文在对 BMS 硬件保护系统需求进行分析后，基于模组化设计方法学对 BMS 硬件保护系统架构设计实现。设计以数字控制硬核为核心，鲁棒性和扩展性模组为基础，是一款非常适合特性定制化和快速设计导入先进 BMS 硬件保护 IC 系统方案。

参考文献

[1] 真锂研究.2017-2018年锂电池市场发展情况

分析与预测[EB/OL].(2017-11-15)[2018-

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[2] 达维德•安德里亚，李建林.大规模锂离子电池

管理系统[M]. 北京：机械工业出版社，2017.

图 6 数字控制硬核模组架构

图 5 电流检测模组及温度监控模组架构