鋰電池在生活中越來(lái)越多的方面扮演能源的角色，除了大家熟知的電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)，在一些消費(fèi)類(lèi)，工業(yè)類(lèi)電子產(chǎn)品比如手機(jī)，電動(dòng)自行車(chē)，電動(dòng)工具中都有應(yīng)用，追本溯源今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)下最基礎(chǔ)的BMS架構(gòu)。

1~4串架構(gòu)

以S8241為代表的無(wú)通信/無(wú)固件/模擬器件

可實(shí)現(xiàn)過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)流/短路，參數(shù)由器件后綴代碼決定;通信類(lèi)手持設(shè)備供電系統(tǒng);1~4節(jié)電池保護(hù)板架構(gòu)

如圖使用S-8241系列保護(hù)IC，一對(duì)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(lái)自于電芯電壓，VM引腳用于檢測(cè)過(guò)流和充電器連接。R1/C1構(gòu)成濾波電路采樣電壓。根據(jù)電芯特性不同保護(hù)參數(shù)由S2841+后綴代碼區(qū)分

通過(guò)下圖內(nèi)部框圖可以看出VM引腳通過(guò)比較器觸發(fā)1.2.3級(jí)過(guò)流保護(hù)，過(guò)流檢測(cè)電壓由上圖中的芯片選型決定，而過(guò)流電流可以通過(guò)限制的過(guò)電流檢測(cè)電壓除以所選型MOS管的內(nèi)阻和得出。

同理2S 3S 4S都可以用這種架構(gòu)完成

3~15串架構(gòu)

以bq769X0為代表 3~15串

有通信、可以通過(guò)通信接口燒錄配置固件參數(shù)，主要應(yīng)用于輕型電動(dòng)車(chē)輛 (LEV)： 電動(dòng)自行車(chē) (eBike)， 電動(dòng)踏板車(chē) (eScooter)， 腳踏電動(dòng)自行車(chē) (Pedelec) 和踏板輔助自行車(chē)

VC0~VC5電芯采樣點(diǎn)，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(qū)動(dòng)端;TS1為熱敏電阻采樣點(diǎn);

除了5/10/15中間串?dāng)?shù)通過(guò)短接中間采樣實(shí)現(xiàn)，具體如下表操作

特點(diǎn)：MOS管在低端發(fā)生保護(hù)時(shí)切斷地回路，這樣就沒(méi)法在發(fā)生保護(hù)時(shí)進(jìn)行通信;當(dāng)然也可以把MOS管對(duì)放置在高端如果要直接驅(qū)動(dòng)就得用PMOS管但是PMOS選型較少比同等NMOS管價(jià)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(qū)動(dòng)。

還有一個(gè)需要注意的點(diǎn)：如圖標(biāo)注地方，DSG管GS之間只有1個(gè)1M的電阻，用于驅(qū)動(dòng)MOS管，但是充電管比較放電管驅(qū)動(dòng)回路上，多了一個(gè)PMOS一個(gè)電阻一個(gè)二極管，其中PMOS用于當(dāng)充電管關(guān)斷時(shí)S極電壓和G極電壓等電位PMOS管截止放置來(lái)自充電機(jī)等外界的沖擊，1M電阻和二極管組成網(wǎng)絡(luò)只要當(dāng)CHG為高時(shí)單向?qū)ǎ珻HG關(guān)斷時(shí)PMOS截止，1M電阻用來(lái)限流分壓不會(huì)讓外界沖擊對(duì)芯片造成損傷。

其中也可以在電路中加入預(yù)充回路;

12~∞串架構(gòu)

以LTC6813為代表可通信/可級(jí)聯(lián)/需要軟件編程配置工作參數(shù)

符合AEC-Q100車(chē)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)廣泛引用電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)中。16位ADC精度較高最大2.2mV測(cè)量誤差，290us可完成全部18串電池采樣。