近些年來,電池技術在不斷發展和革新,在碳中和大背景推動下,全球鋰電池市場不斷激增。
為最大程度利用鋰電池能量,確保充放和使用的智能化及精準化,電池管理系統(Battery Management System, BMS)必不可少。BMS是保證動力電池使用安全的控制系統,可以時刻監控電池的健康狀態。智能化管理及維護各個電池單元,采用主動或被動均衡方式管理電池充電,防止電池出現過充電和過放電。同時也可以估算鋰電池剩余電量,方便用戶合理規劃使用。
圖1. BMS特性圖(圖片摘自美國科羅拉多州立大學官網)
目前主流的BMS架構是通過圖2中的AFE (電池采樣芯片)進行電芯電壓和溫度等信息的采集和電池均衡功能;復旦微MCU作為主控,主要作用是電流采集和電池包的總壓采集、充放電邏輯控制、電池健康狀態計算、對外通信 (通常需要CAN通信隔離收發器),AFE通過SPI通信將采集的信息傳輸到MCU;MCU的供電一般采用隔離供電,電池經過隔離DC-DC降壓變換器給MCU供電以及控制充放電MOS電路進行電池包的充放電管理。
圖2. 基于復旦微FM33LG0xx系列MCU的BMS應用框圖
目前例如48V家儲、E-Bike、電動摩托車、叉車/AGV、基站備電、便攜式儲能的BMS多采用這種架構;而1500V的高壓集儲、800V家儲以及380V工商業儲能,需要通過電池包并聯或串聯組合以達到更高的送電功率,因此其BMS架構也會比較復雜,如圖3是目前較為主流的三級架構的BMS方案。
圖3. BMS儲能架構系統圖
分為單體電池管理模塊(BMU)、電池組/簇管理模塊 (BCMU)、電池堆管理系統 (BAMS),架構之間的通信利用CAN總線進行數據通信;儲能系統采用這種模塊化設計,可擴展性強,可以實現定制化服務。
復旦微MCU在BMS應用的優勢
主推型號:FM33LE0xx系列,FM33LC0xxN系列,FM33LG0xx系列;
超低功耗多達5種低功耗運行模式;穩定的超低深度睡眠功耗1uA(RTC保持);支持IWDT睡眠模式停止計數;VBAT獨立供電引腳支持RTC獨立供電; |
高可靠設計1.65~5.5V超寬范圍工作電壓;上下電復位機制;雙WDT;晶振停振檢測;引腳濾波、復位濾波. |
具備安全特性AES硬件運算單元,128/192/256-bit;真隨機數發生器;用戶代碼保護;功能安全自檢庫. |
個性化電路片上可配置高速RC振蕩器,可配置頻率輸出,出廠調校誤差+/-0.5%;可編程膠合邏輯PGL;集成多個OPA、比較器. |
豐富的外設和資源數字外設:CAN、I2C、SPI、UART、LPUART、I2C_SMB模擬外設:ADC、DAC、COMP、OPA、PGLFlash資源:64K~512K封裝形式:32pin~100pin |
復旦微MCU低功耗性能優越,可靠性高,資源及外設豐富,在鉛酸電池軟件保護板、新國標鋰電池軟件保護板、12V/24V鋰電池軟件保護板、電動三輪車、低速車、AGV、家庭儲能、便攜式儲能、1500V高壓集儲等BMS應用場景廣泛應用。
復旦微MCU團隊深耕于智能電表MCU,在能源應用、工業應用、汽車工業等可靠性要求高、應用環境嚴苛的領域積累了大量的技術經驗。
復旦微MCU團隊堅持以技術創新為核心,用心服務為宗旨,積極布局工業、智能家電、汽車電子、新能源等應用領域。在未來,復旦微MCU團隊將持續推出具備行業前瞻性應用的產品,以專業的客戶服務,創新的技術來助力行業領域發展。
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