首页 论坛 技术交流专区 物联网 高效提升电池寿命和安全性 | 基于ACM32 MCU的BMS应用方案

发帖 回复

[原创] 高效提升电池寿命和安全性 | 基于ACM32 MCU的BMS应用方案
228 查看
0 回复
 楼主 | 发布于 2023-04-20 | 只看楼主
分享到:

电池管理系统(BMS)通过监控电池的状态,智能化管理及维护各个电池单元,从而防止电池出现过充电和过放电。优质的电池管理系统能够最大限度地延长电池整体使用寿命,有效保障设备安全。


BMS电池管理概述


BMS,即电池管理系统(Battery Management System),随着锂电池的广泛应用,BMS作为锂电池的“保姆”也越来越被大众所关注。相较于传统电池,锂电池具有更好的能力密度,更高的工作电压,更低的放电率。但锂电池在面对过充、过放等问题时,相对脆弱。由于锂电池组在生产制造和使用过程中存在的差异性,会导致电池单体之间天然就存在着不一致性。这种不一致性主要表现在单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面。单体的不一致,会进一步导致过充、过放等问题,进而造成电池寿命下降甚至死亡或损坏。


图1 | 容量不一致时充放电过程示意图


如图1所示,由于电池单体的差异,在充电时,低容量电池充电已饱和,而较大容量的电池电量未满,此时对于小容量单体来说,则处于过充状态。相反,放电时,较大容量的电池仍然处于放电状态,而小容量电池电量已空。有研究表明,单体电芯20%的容量差异,会带来超过40%的容量损失。


而BMS模块则是为避免该问题的出现而存在。BMS会实时监测单体的容量,并采用电池均衡手段来保证电池的正常工作。将不同容量的单体比作体积不同的水桶,而电池的电量好比是水桶中存留的水。充放电时,BMS会将快满的“水桶”里面的“水”转移到较空的“水桶”中,以此来保证整体电池电量的均衡,避免出现过充和过放的问题。如图2所示。


图2 | BMS电池均衡示意图


上海航芯BMS应用方案


上海航芯推出的BMS应用方案,采用ACM32F403/ACM32G103系列MCU作为主控芯片,最高工作频率可达180MHz/120MHz,内置最大512KB的eFlash和最大192KB SRAM,满足一般BMS算法库的需求。内置2Msps/3Msps采样率12位ADC,实现对电芯电压、电流、温度等信号的高频采样。具有USB/UART/CAN/SPI等多种通讯接口,足以应对大多数应用场合(如需要485通信的两轮电动车,需要CAN接口的新能源汽车等)。基于ACM32F403/ACM32G103的BMS方案结构示意图如下图所示:


图3 | BMS系统框图


ACM32F4/ACM32G1主控芯片,通过ADC对敏感信号进行采样,并依照BMS算法库计算得到当前电池的SOC、SOH等数据,执行均衡以及热管理控制,保证电池处于正常的工作状态。当出现问题时,支持在线警报同时给出LED指示信号。整个系统的运行参数可以通过CAN/USB/UART等接口进行上报。


CONTACT US:sales@aisinochip.com

(0 ) (0 )

智能家电 移动电源 嵌入式学习

回复 举报
  • 发表回复
    0/3000





    举报

    请选择举报类别

    • 广告垃圾
    • 违规内容
    • 恶意灌水
    • 重复发帖

    全部板块

    返回顶部