BMS硬件架构详解：从1串到几百串电池管理方案

BMS硬件架构详解：从1串到几百串电池管理方案

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/ningvay/article/details/107295331

随着锂电池在电动汽车、消费类电子产品等领域的广泛应用，电池管理系统（BMS）的重要性日益凸显。本文将从硬件架构的角度，介绍从1串到几百串电池的BMS设计，帮助读者理解不同应用场景下的技术实现方案。

1~4串架构

以S8241为代表的无通信/无固件/模拟器件架构，主要特点如下：

• 可实现过充保护、过放保护、过流/短路保护
• 参数由器件后缀代码决定
• 通信类手持设备供电系统
• 1~4节电池保护板架构

如图所示，使用S-8241系列保护IC，通过一对充放电MOS管控制充放电回路的切断和接通。VM引脚用于检测过流和充电器连接，R1/C1构成滤波电路采样电压。根据电芯特性不同，保护参数由S2841+后缀代码区分。

通过下图内部框图可以看出，VM引脚通过比较器触发1.2.3级过流保护，过流检测电压由上图中的芯片选型决定，而过流电流可以通过限制的过电流检测电压除以所选型MOS管的内阻计算得出。

同理，2S、3S、4S架构都可以采用这种设计。

3~15串架构

以bq769X0为代表的架构，主要应用于轻型电动车辆（LEV），如电动自行车（eBike）、电动踏板车（eScooter）、脚踏电动自行车（Pedelec）和踏板辅助自行车。其特点包括：

• 支持通信功能
• 可通过通信接口烧录配置固件参数
• VC0~VC5电芯采样点
• SRP/SRN电流差分采样
• BAT芯片供电端
• SCL/SDA为IIC通信端口
• CHG/DSG分别为充放电MOS管驱动端
• TS1为热敏电阻采样点

需要注意的是：

• MOS管在低端发生保护时会切断地回路，导致无法进行通信
• 如果要直接驱动高端MOS管，需要使用PMOS管，但PMOS选型较少且价格较高
• DSG管GS之间只有1个1M的电阻用于驱动MOS管
• 充电管驱动回路上多了一个PMOS、一个电阻和一个二极管，用于保护芯片免受外界冲击

12~∞串架构

以LTC6813为代表的架构，主要应用于电动汽车和混动汽车电池管理系统。其特点包括：

• 支持通信功能
• 可级联
• 需要软件编程配置工作参数
• 符合AEC-Q100车规标准
• 符合ISO26262功能安全标准
• 16位ADC精度较高，最大2.2mV测量误差
• 290us可完成全部18串电池采样

总结

从简单的14串架构到复杂的12∞串架构，BMS的设计需要根据具体应用场景和需求进行选择。无论是追求成本效益的低串数应用，还是追求高精度和安全性的高串数应用，都有相应的解决方案可供选择。