基于复旦微MCU的BMS应用方案

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cathy 发布于:周二, 11/15/2022 - 11:01 ,关键词:

前言

近些年来,电池技术在不断发展和革新,在碳中和大背景推动下,全球锂电池市场不断激增。

为最大程度利用锂电池能量,确保充放和使用的智能化及精准化,电池管理系统(Battery Management System, BMS)必不可少。BMS是保证动力电池使用安全的控制系统,可以时刻监控电池的健康状态。智能化管理及维护各个电池单元,采用主动或被动均衡方式管理电池充电,防止电池出现过充电和过放电。同时也可以估算锂电池剩余电量,方便用户合理规划使用。

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图1. BMS特性图(图片摘自美国科罗拉多州立大学官网)

目前主流的BMS架构是通过图2中的AFE (电池采样芯片)进行电芯电压和温度等信息的采集和电池均衡功能;复旦微MCU作为主控,主要作用是电流采集和电池包的总压采集、充放电逻辑控制、电池健康状态计算、对外通信 (通常需要CAN通信隔离收发器),AFE通过SPI通信将采集的信息传输到MCU;MCU的供电一般采用隔离供电,电池经过隔离DC-DC降压变换器给MCU供电以及控制充放电MOS电路进行电池包的充放电管理。

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图2. 基于复旦微FM33LG0xx系列MCU的BMS应用框图

目前例如48V家储、E-Bike、电动摩托车、叉车/AGV、基站备电、便携式储能的BMS多采用这种架构;而1500V的高压集储、800V家储以及380V工商业储能,需要通过电池包并联或串联组合以达到更高的送电功率,因此其BMS架构也会比较复杂,如图3是目前较为主流的三级架构的BMS方案。

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图3. BMS储能架构系统图

分为单体电池管理模块(BMU)、电池组/簇管理模块 (BCMU)、电池堆管理系统 (BAMS),架构之间的通信利用CAN总线进行数据通信;储能系统采用这种模块化设计,可扩展性强,可以实现定制化服务。

复旦微MCU在BMS应用的优势

主推型号:FM33LE0xx系列,FM33LC0xxN系列,FM33LG0xx系列;

超低功耗

多达5种低功耗运行模式;稳定的超低深度睡眠功耗1uA(RTC保持);支持IWDT睡眠模式停止计数;VBAT独立供电引脚支持RTC独立供电;    

高可靠设计

1.65~5.5V超宽范围工作电压;上下电复位机制;双WDT;晶振停振检测;引脚滤波、复位滤波.    

具备安全特性

AES硬件运算单元,128/192/256-bit;真随机数发生器;用户代码保护;功能安全自检库.    

个性化电路

片上可配置高速RC振荡器,可配置频率输出,出厂调校误差+/-0.5%;可编程胶合逻辑PGL;集成多个OPA、比较器.    

丰富的外设和资源

数字外设:CAN、I2C、SPI、UART、LPUART、I2C_SMB模拟外设:ADC、DAC、COMP、OPA、PGLFlash资源:64K~512K封装形式:32pin~100pin    

复旦微MCU低功耗性能优越,可靠性高,资源及外设丰富,在铅酸电池软件保护板、新国标锂电池软件保护板、12V/24V锂电池软件保护板、电动三轮车、低速车、AGV、家庭储能、便携式储能、1500V高压集储等BMS应用场景广泛应用。

复旦微MCU团队深耕于智能电表MCU,在能源应用、工业应用、汽车工业等可靠性要求高、应用环境严苛的领域积累了大量的技术经验。

复旦微MCU团队坚持以技术创新为核心,用心服务为宗旨,积极布局工业、智能家电、汽车电子、新能源等应用领域。在未来,复旦微MCU团队将持续推出具备行业前瞻性应用的产品,以专业的客户服务,创新的技术来助力行业领域发展。

来源:复微MCU爱好者天地

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