近些年來,電池技術(shù)在不斷發(fā)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(zhǔn)化,電池管理系統(tǒng)(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(tǒng),可以時(shí)刻監(jiān)控電池的健康狀態(tài)。智能化管理及維護(hù)各個(gè)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(xiàn)過充電和過放電。同時(shí)也可以估算鋰電池剩余電量,方便用戶合理規(guī)劃使用。
圖1. BMS特性圖(圖片摘自美國科羅拉多州立大學(xué)官網(wǎng))
目前主流的BMS架構(gòu)是通過圖2中的AFE (電池采樣芯片)進(jìn)行電芯電壓和溫度等信息的采集和電池均衡功能;復(fù)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(tài)計(jì)算、對外通信 (通常需要CAN通信隔離收發(fā)器),AFE通過SPI通信將采集的信息傳輸?shù)?/strong>MCU;MCU的供電一般采用隔離供電,電池經(jīng)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(jìn)行電池包的充放電管理。
圖2. 基于復(fù)旦微FM33LG0xx系列MCU的BMS應(yīng)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(gòu);而1500V的高壓集儲、800V家儲以及380V工商業(yè)儲能,需要通過電池包并聯(lián)或串聯(lián)組合以達(dá)到更高的送電功率,因此其BMS架構(gòu)也會比較復(fù)雜,如圖3是目前較為主流的三級架構(gòu)的BMS方案。
圖3. BMS儲能架構(gòu)系統(tǒng)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(tǒng) (BAMS),架構(gòu)之間的通信利用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信;儲能系統(tǒng)采用這種模塊化設(shè)計(jì),可擴(kuò)展性強(qiáng),可以實(shí)現(xiàn)定制化服務(wù)。
復(fù)旦微MCU在BMS應(yīng)用的優(yōu)勢
主推型號:FM33LE0xx系列,FM33LC0xxN系列,F(xiàn)M33LG0xx系列;
超低功耗多達(dá)5種低功耗運(yùn)行模式;穩(wěn)定的超低深度睡眠功耗1uA(RTC保持);支持IWDT睡眠模式停止計(jì)數(shù);VBAT獨(dú)立供電引腳支持RTC獨(dú)立供電; |
高可靠設(shè)計(jì)1.65~5.5V超寬范圍工作電壓;上下電復(fù)位機(jī)制;雙WDT;晶振停振檢測;引腳濾波、復(fù)位濾波. |
具備安全特性AES硬件運(yùn)算單元,128/192/256-bit;真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器;用戶代碼保護(hù);功能安全自檢庫. |
個(gè)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(diào)校誤差+/-0.5%;可編程膠合邏輯PGL;集成多個(gè)OPA、比較器. |
豐富的外設(shè)和資源數(shù)字外設(shè):CAN、I2C、SPI、UART、LPUART、I2C_SMB模擬外設(shè):ADC、DAC、COMP、OPA、PGLFlash資源:64K~512K封裝形式:32pin~100pin |
復(fù)旦微MCU低功耗性能優(yōu)越,可靠性高,資源及外設(shè)豐富,在鉛酸電池軟件保護(hù)板、新國標(biāo)鋰電池軟件保護(hù)板、12V/24V鋰電池軟件保護(hù)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(yīng)用場景廣泛應(yīng)用。
復(fù)旦微MCU團(tuán)隊(duì)深耕于智能電表MCU,在能源應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用、汽車工業(yè)等可靠性要求高、應(yīng)用環(huán)境嚴(yán)苛的領(lǐng)域積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
復(fù)旦微MCU團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以技術(shù)創(chuàng)新為核心,用心服務(wù)為宗旨,積極布局工業(yè)、智能家電、汽車電子、新能源等應(yīng)用領(lǐng)域。在未來,復(fù)旦微MCU團(tuán)隊(duì)將持續(xù)推出具備行業(yè)前瞻性應(yīng)用的產(chǎn)品,以專業(yè)的客戶服務(wù),創(chuàng)新的技術(shù)來助力行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。
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