基于Nuvoton KA49517A和KA49522A的工业储能电池监测方案

 

电池管理芯片简称BM IC。BM IC分为两种，一个是工用，一个是车用。我们这个方案介绍的是新唐工业用的电池管理芯片。

工业BM IC 有三大述求，一是安全性，二是可扩展性，还有设计简易。

 

新唐这个BM IC方案，是有搭配MCU和 PC上的上位机人机界面。上位机通过人机交互界面通过USB转Uart口给板子上的MCU连接。人机界面UI可以下命令给MCU，MCU 可以将数据再传回到电脑的显示端进行显示。可以在这个人机界面上看到各个电池的电压，也可以看到温度以及一些别的信息。比如说过压信号，欠压信号的状况。

 

使用流程:

（1）根据下图先将BMS板子和MCU控制板连接起来：

 

（2）将MCU控制板和PC通过USB转串口工具相连

 

（3）接通BMIC板电源并唤醒BMIC，从而唤醒MCU板。

（4）从PC上启动KA49517A/KA49522A GUI软件。下图显示了成功启动后的GUI。

 

如果错误如图所示，请检查PC到MCU板的电缆接口连接（如安装的FTDI驱动程序、物理连接等）和电源条件（如正确的电压设置）。

 

（5）启动GUI软件后的主屏幕下所示，并列出了主屏幕每个子部分的功能。

 

GUI软件转换从MCU板接收的BMIC数据，并以图形格式显示。

 

a、 单元格数据、单元格选择和单元格数据的计算结果

b、 BMIC状态预览

c、 数据日志控件

d、 退出GUI停止/恢复更新数据控件

e、 寄存器RW、保护、FET控制和状态按钮

f、 图形显示按钮（电池电压、电流、温度、VPACK电压和VDD电压）

g、 其他测量数据（温度、VPACK、电流、VDD55、VDD18、REGEXT和VREF2）

h、 通信状态、BMIC操作模式、MCU充电/放电

i、 FET状态和控制按钮

j、 GUI版本和固件版本

 

►场景应用图

 

►展示板照片

 

►方案方块图

 

►核心技术优势

（1）高串数：最高支持22 通道 / 17 通道；

（2）高性能参数：电压测量精度为10 mV,电流测量精度为1%;

（3）高 稳定性:全压、 宽温度范围，精度保持不变;

（4）高安全性：报警报告，Charge Pump FET Driver，诊断检查功能，电流测量ADC诊断检查功能，MCU故障诊断检查

 

►方案规格

（1）电池串数：22 串（ KA49522A)，17 串（ KA49517A)

（2）电 压采样精度 : 10mV, 无需校准， 50us/ 通道

（3）电 流采样精度：1 高 速 ADC(0.81ms) 0.81ms)，低速 ADC(250ms

（4）电池 平衡：支持内部平衡和外部平衡，内部平衡最大平衡电流为 50mA

（5）FET 驱 动：支持高 低边驱动，高边驱动时 Tf =20us Tr =20us C L =20nF

（6）保 护：支持电压 UV/OV 保护，电流 SCD/OCC/OCD

（7）通 讯：SPI 通讯，支持 CRC 校验， 1MHz 的最大通讯速率，内置 WDT 保护

（8）LDO 2.5V/3.3V/5V 可选，输出电流最高可达 50mA

（9）工 作温度范围：40~85 ℃，芯 片自身保护温度：175 ℃

（10）功 耗：ActiveMode =3.6mA，SleepMode=80uA，ShutdownMode=1uA。