基于复旦微MCU的BMS应用方案

 

近些年来，电池技术在不断发展和革新，在碳中和大背景推动下，全球锂电池市场不断激增。

为最大程度利用锂电池能量，确保充放和使用的智能化及精准化，电池管理系统(Battery Management System, BMS)必不可少。BMS是保证动力电池使用安全的控制系统，可以时刻监控电池的健康状态。智能化管理及维护各个电池单元，采用主动或被动均衡方式管理电池充电，防止电池出现过充电和过放电。同时也可以估算锂电池剩余电量，方便用户合理规划使用。
 

图1. BMS特性图（图片摘自美国科罗拉多州立大学官网）

目前主流的BMS架构是通过图2中的AFE (电池采样芯片)进行电芯电压和温度等信息的采集和电池均衡功能；复旦微MCU作为主控，主要作用是电流采集和电池包的总压采集、充放电逻辑控制、电池健康状态计算、对外通信 (通常需要CAN通信隔离收发器)，AFE通过SPI通信将采集的信息传输到MCU；MCU的供电一般采用隔离供电，电池经过隔离DC-DC降压变换器给MCU供电以及控制充放电MOS电路进行电池包的充放电管理。

图2. 基于复旦微FM33LG0xx系列MCU的BMS应用框图

目前例如48V家储、E-Bike、电动摩托车、叉车/AGV、基站备电、便携式储能的BMS多采用这种架构；而1500V的高压集储、800V家储以及380V工商业储能，需要通过电池包并联或串联组合以达到更高的送电功率，因此其BMS架构也会比较复杂，如图3是目前较为主流的三级架构的BMS方案。

图3. BMS储能架构系统图

分为单体电池管理模块(BMU)、电池组/簇管理模块 (BCMU)、电池堆管理系统 (BAMS)，架构之间的通信利用CAN总线进行数据通信；储能系统采用这种模块化设计，可扩展性强，可以实现定制化服务。

复旦微MCU在BMS应用的优势

主推型号：FM33LE0xx系列,FM33LC0xxN系列，FM33LG0xx系列;

超低功耗多达5种低功耗运行模式；稳定的超低深度睡眠功耗1uA（RTC保持）；支持IWDT睡眠模式停止计数；VBAT独立供电引脚支持RTC独立供电；

 

高可靠设计1.65~5.5V超宽范围工作电压；上下电复位机制；双WDT；晶振停振检测；引脚滤波、复位滤波.

 

具备安全特性AES硬件运算单元，128/192/256-bit；真随机数发生器；用户代码保护；功能安全自检库.

 

个性化电路片上可配置高速RC振荡器，可配置频率输出，出厂调校误差+/-0.5%；可编程胶合逻辑PGL；集成多个OPA、比较器.

 

丰富的外设和资源数字外设：CAN、I2C、SPI、UART、LPUART、I2C_SMB模拟外设：ADC、DAC、COMP、OPA、PGLFlash资源：64K~512K封装形式：32pin~100pin

 

复旦微MCU低功耗性能优越，可靠性高，资源及外设丰富，在铅酸电池软件保护板、新国标锂电池软件保护板、12V/24V锂电池软件保护板、电动三轮车、低速车、AGV、家庭储能、便携式储能、1500V高压集储等BMS应用场景广泛应用。
 

复旦微MCU团队深耕于智能电表MCU，在能源应用、工业应用、汽车工业等可靠性要求高、应用环境严苛的领域积累了大量的技术经验。

复旦微MCU团队坚持以技术创新为核心，用心服务为宗旨，积极布局工业、智能家电、汽车电子、新能源等应用领域。在未来，复旦微MCU团队将持续推出具备行业前瞻性应用的产品，以专业的客户服务，创新的技术来助力行业领域发展。