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电池管理系统 (BMS)

方案演示会:2013年9月27日 上午10:00-12:00

随着储能,UPS,通信电源以及动力汽车对锂电池的需求不断扩大,大家对锂电池的安全也日趋关注,针对这些应用AVNET BD 团队联合MAXIM 团队联合推出了MAXIM BMS方案,该方案基于MAXIM 电池管理芯片MAX17830结合NXP M3设计而成,可实现对锂离子电池进行精确测量和管理,确保电池安全性延长寿命。

MAXIM电池管理系统解决方案

MAXIM的电池管理系统(BMS)方案一共由6个模块组成,分别为MCU模块,电池管理模块,SD卡存储模块,LCD液晶显示模块,串口通信模块,电池模块。非常直观,非常方便客户对MAXIM BMS 管理芯片MAX17830进行评估。

MCU 模块:采用NXP M3主芯片,管理整个BMS 系统,负责与电池管理芯片通信,读取电池电压和状态,设置电池参数,读写SD存储卡,更新LCD液晶数据,与PC机通信等。

电池管理模块:采用MAX17830芯片,负责读取电池的电压,电池状态,设定电池报警参数,电池均衡,电池温度读取等功能。

SD 卡存储模块:用于存储电池的信息,可以长时间的存储,获得一段时间内电池的信息,以便电池的分析与管理。

LCD液晶显示模块:显示BMS每个电池的状态,参数的显示及其设定,电池电压和电量的显示。 串口通讯模块,用于和PC机之间的通讯,发送电池的信息给PC机,PC机可通过串口发送命令修改电池参数。 电池模块:模拟提供被控制电池系统。

MAX17830介绍

MAX17830是美信第二代高压电池管理解决方案,如图1所示。MAX17830具有更精确,更安全等特点,及一个automotive-hardened SMBus ladder, 为发展中的电子汽车市场提供了许多行业领先产品。作为业界第一个80V容量12节电池的器件, MAX17830 经过严格测试,以确保在最不利的EMC/EMI 环境中正常运行。强大的SMBus ladder 链可支持最长2米的电缆长度,并符合行业符合性测试。电池反极能力及96节电池的热插拔性能,易于高性能电池组集成。大量ASIL授权特点使主机微控制器压缩运算的安全评估简单直接。

MAX17830

图1 MAX17830功能框图

MAX17830各个I/O以及其他端口因为内部加了charge pump,所以可以串联级联。最多可以31级(31x12串);最多支持96节电池的热插拔;芯片每节电池输入端可以承受80V耐压,芯片不会烧毁;测量精度高可以控制在3mV以内,一定温度范围内甚至1mV;作为一款真正的汽车动力器件,MAX17830已经通过了全部行业标准的EMC/EMI测试 (ASIL),例如:大电流注入(BCI)。这是唯一一款通过这类测试并可提供外部电池均衡功能的IC,新一代故障检测功能满足当前新兴汽车安全标准和诊断标准的要求;MCU分立的架构,若设计放电均衡功能,肯定需要很多外围器件。而MAX17830不仅仅具备集成的放电MOS管驱动pin,而且可以自我检测。当驱动失效时,MAX17830是可以报警的。

BMS应用

MAXIM电池管理系统解决方案主要应用于高性能电池应用(>5节电池),包括汽车、工业等。如混合动力汽车(~96节电池)、电动汽车(~120节电池)、公共汽车、卡车和火车(~300节电池),以及工业电力系统(~15节电池)、电动工具(~7节电池)和电动自行车(~12节电池)。 该方案与主要竞争对手比较,具有诸多优势,具体如图2所示。

MAXIM的BMS方案与主要竞争对手的比较

图2 MAXIM的BMS方案与主要竞争对手的比较