BMS | 从一串到几百串硬件架构简介

锂电池在生活中越来越多的方面扮演能源的角色，除了大家熟知的电动汽车行业，在一些消费类，工业类电子产品比如手机，电动自行车，电动工具中都有应用，追本溯源今天我们一起来学习下最基础的BMS架构。

 

1~4串架构 

 

以S8241为代表的无通信/无固件/模拟器件

可实现过充保护、过放保护、过流/短路，参数由器件后缀代码决定；通信类手持设备供电系统；1~4节电池保护板架构

如图使用S-8241系列保护IC，一对充放电MOS管控制充放电的回路的切断和接通，系统供电来自于电芯电压，VM引脚用于检测过流和充电器连接。R1/C1构成滤波电路采样电压。根据电芯特性不同保护参数由S2841+后缀代码区分

 

通过下图内部框图可以看出VM引脚通过比较器触发1.2.3级过流保护，过流检测电压由上图中的芯片选型决定，而过流电流可以通过限制的过电流检测电压除以所选型MOS管的内阻和得出。

同理2S 3S 4S都可以用这种架构完成

 

 

3~15串架构

 

以bq769X0为代表 3~15串

有通信、可以通过通信接口烧录配置固件参数，主要应用于轻型电动车辆 (LEV)： 电动自行车 (eBike)， 电动踏板车 (eScooter)， 脚踏电动自行车 (Pedelec) 和踏板辅助自行车

VC0~VC5电芯采样点，SRP/SRN电流差分采样、BAT芯片供电端，SCL/SDA为IIC通信端口，CHG/DSG分别为充放电MOS管驱动端；TS1为热敏电阻采样点；

除了5/10/15中间串数通过短接中间采样实现，具体如下表操作

特点：MOS管在低端发生保护时切断地回路，这样就没法在发生保护时进行通信；当然也可以把MOS管对放置在高端如果要直接驱动就得用PMOS管但是PMOS选型较少比同等NMOS管价格也高，那么用NMOS管放在高端就得使用电荷泵方式使得G极电压高于电源电压才可以驱动。

还有一个需要注意的点：如图标注地方，DSG管GS之间只有1个1M的电阻，用于驱动MOS管，但是充电管比较放电管驱动回路上，多了一个PMOS一个电阻一个二极管，其中PMOS用于当充电管关断时S极电压和G极电压等电位PMOS管截止放置来自充电机等外界的冲击，1M电阻和二极管组成网络只要当CHG为高时单向导通，CHG关断时PMOS截止，1M电阻用来限流分压不会让外界冲击对芯片造成损伤。

其中也可以在电路中加入预充回路；

 

12~∞串架构

 

以LTC6813为代表可通信/可级联/需要软件编程配置工作参数

符合AEC-Q100车规标准，ISO26262功能安全标准广泛引用电动汽车和混动汽车电池管理系统中。16位ADC精度较高最大2.2mV测量误差，290us可完成全部18串电池采样。

 

 

生命不息、学习不止，加油！