NXP BMS电池管理系统平台硬件方案架构介绍

本文导读

电池管理系统是电池模组的核心部件，能够实时监控电池的状态来管理电池，保证电池在生命周期内安全、可靠，并可以增强电池的使用效率以及提高电池的使用寿命。下文将分别针对典型的12V铅酸、14V锂电、48V锂电、高压锂电NXP BMS电池管理系统平台硬件方案架构做简要介绍。  

12V铅酸电池BMS硬件方案架构

如下图1所示，是一种基于MM9Z1_638为主控芯片的12V铅酸电池NXP BMS系统硬件方案架构。此架构搭配的MM9Z1_638芯片是一个全面集成的电池监测器件，主要应用于铅酸电池管理，也可应用于高压BJB电池盒、锂电池管理领域等。

图1  12 V铅酸电池NXP BMS硬件方案架构

方案架构主特性：

MM9Z1_638集成S12Z MCU，带有128KB闪存、8.0KB RAM、4.0KB EEPROM；

电压通道和电流通道间的测量同步；

采用内部电阻分频器测量4个电池电压，采用外部电阻分频器测量多达5个直流电压；

支持LIN 2.2/ 2.1/ 2.0协议和物理接口，提供msCAN协议控制器；

低功耗模式，低电流操作。

14V锂电池BMS硬件方案架构

如下图2所示是一种基于S32K3X+FS26X+MC33772C的14 V 锂电池NXP BMS系统硬件方案架构。 此架构搭配的MC33772C可支持3至6串电芯监控，是面向HEV、EV、ESS和UPS系统等汽车和工业控制应用的锂离子电池控制器IC。

图2  14V锂电池NXP BMS硬件方案架构

方案架构主特性：

面向汽车14V铅酸蓄电池替换应用；

搭配S32K3X车规级ASIL微控制器和FS26X安全系统基础芯片；

主控MCU与模拟前端采用SPI通信；

支持各种电芯化学物质，如NMC、LFP和LTO；

冗余电流测量,以及OC过流保护；

硬件和软件过流保护。

48V锂电池BMS硬件方案架构

如下图3所示是一种基于MPC57X+FS65X+MC33771C的48 V 锂电池NXP BMS系统硬件方案架构。 此架构搭配的MC33771C可支持7至14串电芯监控，是面向HEV、EV、ESS和UPS系统等汽车和工业控制应用的锂离子电池控制器IC。

图3  48V锂电池NXP BMS硬件方案架构

方案架构主特性：

强大的SBC(FS65X)电源和微控制器(MPC57x)；

板载TPL2隔离通信；

可驱动接触器的高压侧/低压侧继电器等；

板载NTC对电池电阻平衡区进行的单通道温度测量；

利用板载分流电阻进行电流感测。

高压锂电池BMS硬件方案架构

如下图4所示是一种基于S32K3X+FS26X+MC33665X+MC3377X+MC33777的800V 动力锂电池NXP BMS系统硬件方案架构。同时，此架构也适用于400V动力电池等应用场合。

图 4  800V动力锂电池NXP BMS硬件方案架构

方案架构主特性：

支持TPL3双向回环菊花链通信，并可以反向唤醒整个BMS系统； ➢ 冗余电流测量； ➢ 集成多路HS/LS开关，可用于高压接触器控制； ➢ 集成绝缘检测，总电压、电流采集，PSS熔断器主动保护功能等。

如下图5所示是一种基于LPC5516X+MC33665X+MC3377X+MM9Z1638X的800V及以上ESS储能锂电池NXP BMS系统硬件方案架构。

图 5  800V以上储能锂电池NXP BMS硬件方案架构

方案架构主特性：

BJB功能集成于主控板上；

CMU部分架构可选择分布式、集中式；

模拟前端AFE可选择搭配MC33771、MC33774等；

冗余电流采样，支持OC过流监控；

集成多路HSD开关、绝缘检测等功能。

主推芯片

对于不同电压的BMS硬件方案架构平台，NXP推出了一系列BMS相关芯片，目前主推搭配如下图6所示。

图 6 芯片主推搭配  

审核编辑：汤梓红