關于鋰電池管理系統的硬件電路方案
本文介紹一套關于鋰電池管理系統的硬件電路方案。其本身是一套已經實際應用的成熟的方案，功能包括單電池放電模組，電池組放電模組。硬件電路方案包含完整的原理圖和PCB文件。整套方案包含3塊板子，其功能框圖如上圖所示，包括電池串管理單元，CAN，RS485，電池檢測單元，風扇電路，溫度采集。
硬件方案--電池CPU主板
| Comment | Designator | Footprint |
| 33pF | C1_A, C9_A | 0805 |
| 0.1uF | C1_B, C1_E, C2_E, C4_E, C5_E | 0805 |
| 103 | C1_D | 0805 |
| 100uF/250V | C1_G | 100UF/250V |
| 22uF/25V | C2_A, C2_D, C3_A, C4_A, C6_G, C7_G, C10_A, C10_G, C11_G | 7227A |
| CD2 | C2_G | CD2 |
| 104 | C3_D, C3_E, C5_A, C5_G, C6_A, C7_A, C8_A, C8_G, C9_G, C11_A, C12_A, C12_G, C14_A, C15_A, C16_A, C17_A, C18_A, C19_A, C20_A, C21_A, C22_A, C23_A, C24_A | 0805 |
| 0.1uF | C3_G, C4_G | CT2 |
| LPC2294 | D1_A | LQFP144-1 |
| SHT11 | D1_B | LCC-8 |
| SP3220E | D1_E | SSOP16 |
| PC817 | D1_F, D2_F, D3_A, D4_A | SSOP4 |
| SP706SEN | D2_A | SO-8 |
| INDUCTOR | L1_A, L3_G, L4_G, L5_G | 0805 |
| 220uH | L1_G, L2_G | 220UH |
| CTM8251T | N1_D | CTM8251 |
| WRB1205ZP-3W | N1_G | WRB1205DIP |
| SPX1117M3-3.3 | N2_G | SOT-223 |
| SPX1117M3-1.8 | N3_G | SOT-223 |
| IR3205 | Q1_F, Q2_F | TO-220C |
| 100K | R1_A, R1_F, R3_F, R5_F, R6_A | 0805 |
| 10K | R1_B, R1_C, R1_E, R1_G, R2_B, R2_C, R3_A, R5_A, R6_F, R7_A, R8_A, R9_A, R10_A, R11_A, R12_A, R13_A, R20_A, R23_A, R25_A, R26_A, R29_A | 0805 |
| 120 | R1_D | 0805 |
| 1M | R2_D | 0805 |
| 1K | R2_F, R4_F | 0805 |
| R4 | R3_C, R4_C | 0805 |
| 100 | R22_A | 0805 |
| 0 | R24_A | 0805 |
| 4.7K | R30_A | 0805 |
| S1_D | SHORTER | |
| SW_4BIT | SW1 | SO-8 |
| Red | V1_A, V4_G | LED2 |
| BYV26C | V1_F, V3_F | DO-214AC |
| 1N5819 | V1_G, V2_G | DO-214AC |
| Green | V2_A | LED2 |
| DW3 | V2_F, V4_F | 1N4148 |
| SMBJ18A | V3_G | DO-214AA |
| CON2 | X1_A, X1_F, X3_F | Z2-4.0 |
| CON6 | X1_C | Z6-4.0 |
| CAN | X1_D | Z3-4.0 |
| CON3 | X1_E, X1_G, X2_A, X2_F, X5_A | Z3-4.0 |
電池CPU主板是系統核心控制模塊，主控采用的是LQFP144封裝的恩智浦（NXP）的LPC2294，串口232芯片采用的是SP3220E，CAN接口采用的是隔離收發模塊CTM8251T。電源是12V-5V-3.3V-1.8V，采用的是隔離電源模塊WRB1205ZP-3W。LDO是SPX1117M3-3.3，SPX1117M3-1.8。通過光耦PC817 MOS管IR3205來驅動風扇。溫濕度傳感器SHT11，不過貌似已經停產了。PCB是2層板，覆銅版本，layout及絲印都很工整。
硬件方案--BMS板
| Comment | Designator | Footprint |
| 104/100V | C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13 | 1206 |
| 104 | C14, C15, C16, C17, C21, C22 | 0805 |
| 105 | C18, C19 | 0805 |
| 22uF/25V | C20, C23 | 7227A |
| 2.2uF/16V | C24 | 0805 |
| 220nF/50V | C25 | 0805 |
| 1uF/100V | C26, C27 | 1206 |
| LTC6803-2 | D1 | SSOP44 |
| SMBJ54A | D2 | DO-214AC |
| BAT46W | D3, D4, D8 | SOD-123 |
| MBR0540 | D5 | SOD-123 |
| BAT54S | D6 | SOT_23A |
| BLM31PG330SH1B | L1 | 1206 |
| ISC1210ER470 | L2 | L1210 |
| LT6004 | N1 | MSOP-8 |
| ADUM1401 | N2 | SO-16W |
| 1B0505 | N3 | 1B0505-2 |
| LT3495 | N4 | DFN103X2 |
| 100 | R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R34, R35, R36, R37, R39, R40, R41, R42, R43, R44 | 0805 |
| 100K | R14, R15 | 0805 |
| 10K | R16, R17 | 0805 |
| 1M | R18, R19, R20, R21, R22, R23, R25, R27 | 0805 |
| 2M | R24, R26, R28, R30 | 0805 |
| 4.7M | R29 | 0805 |
| 0 | R31, R38 | 0805 |
| 10M | R32 | 0805 |
| 100KNTC | RT1, RT2 | SIP2 |
| SW-4BIT | SW1 | SO-8 |
| CON13 | X1 | W13-4.0 |
| CON6 | X2 | W6-4.0 |
| PDZ7.5B | ZD1, ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6, ZD7, ZD8, ZD9, ZD10, ZD11, ZD12 | SOD-323 |
BMS板采用的是ADI的LTC6803電池管理芯片12串電池，溫度信號放大采用的是ADI的軌對軌運算放大器LT6004。其他的芯片包括數字隔離芯片ADUM1401，DCDC芯片LT3495等。PCB是雙層板，覆銅，layout及絲印都很工整。
硬件方案--主控板
| Comment | Designator | Footprint |
| CR1220 | B1_I | CR1220 |
| 33pF | C1_A, C9_A | 0805 |
| 103 | C1_B, C4_B | 0805 |
| 0.1uF | C1_E, C2_E, C3_E, C4_E, C4_G | 0805 |
| 104 | C1_F, C1_H, C1_I, C3_B, C5_A, C5_E, C5_G, C6_A, C6_B, C7_A, C8_A, C8_G, C9_G, C11_A, C12_A, C12_G, C14_A, C15_A, C15_E, C16_A, C17_A, C18_A, C19_A, C20_A, C20_E, C21_A, C22_A, C22_E, C23_A, C24_A, C24_E | 0805 |
| 470uF/50V | C1_G, C2_G | 470uF/50V |
| 22uF/25V | C2_A, C2_B, C4_A, C5_B, C7_G, C10_A, C10_G, C11_G, C21_E, C23_E, C25_E | 7227A |
| 0.1uF | C3_G | CT2 |
| CT2 | C6_E, C8_E, C9_E, C12_E, C13_E, C17_E, C18_E | 0805 |
| 22uF/50V | C6_G | 7227A |
| 0.01uF | C7_E, C11_E, C16_E | 0805 |
| 0.47uF | C10_E, C14_E, C19_E | 0805 |
| LPC2294 | D1_A | LQFP144-1 |
| SP3220E | D1_E | SSOP16 |
| FM24CL04 | D1_F | SO-8 |
| SST25V016B | D1_H | SO-8 |
| RX-8025SA | D1_I | SOP-14 |
| SP706SEN | D2_A | SO-8 |
| INDUCTOR | L1_A, L3_G, L4_G, L5_G, L6_G | 0805 |
| 220uH | L1_G, L2_G | 220UH |
| CTM8251T | N1_B, N2_B | CTM8251 |
| LT6004H | N1_E, N2_E | MSOP-8 |
| WRB1205ZP-3W | N1_G | WRB1205DIP |
| SPX1117M3-3.3 | N2_G | SOT-223 |
| WRA1215CKS-1W | N3_E | WRA1215 |
| SPX1117M3-1.8 | N3_G | SOT-223 |
| IR3205 | Q1D, Q2D, Q3D, Q4D | TO-220C |
| 120 | R1_B, R3_B | 0805 |
| 10k | R1_E, R1_F, R1_G, R1_H, R1_I, R2_F, R2_I, R3_H, R3D, R4_H, R5_H, R6_H, R6D, R7_A, R8_A, R9_A, R9D, R10_A, R11_A, R12_A, R12D, R13_A, R20_A, R23_A, R25_A, R26_A, R29_A | 0805 |
| 100K | R1D, R4D, R7D, R10D | 0805 |
| 1M | R2_B, R4_B | 0805 |
| 20K | R2_E, R8_E, R14_E | 0805 |
| 1K | R2_H, R2D, R5D, R8D, R11D | 0805 |
| 47K | R3_E, R4_E, R9_E, R10_E, R15_E, R16_E | 0805 |
| 100 | R5_E, R11_E, R17_E, R22_A | 0805 |
| 100K/1% | R6_E, R7_E, R12_E, R13_E, R18_E, R19_E | 0805 |
| 0 | R24_A | 0805 |
| 4.7K | R30_A | 0805 |
| S1_B, S2_B | SHORTER | |
| SW_4BIT | SW1 | SO-8 |
| PC817 | U1D, U2D, U3D, U4D | SSOP4 |
| Red | V1_A, V4_G | LED2 |
| DW3 | V1_E, V2_E, V2D, V3_E, V4D, V6D, V8D | 1N4148 |
| 1N5819 | V1_G, V2_G | DO-214AC |
| 1N4148 | V1_I, V2_I | 1N4148 |
| IN5819 | V1D, V3D, V5D, V7D | DO-214AC |
| Green | V2_A | LED2 |
| SMBJ18A | V3_G | DO-214AA |
| CON3 | X1_A, X1_E, X1_G, X5D | Z3-4.0 |
主控板是系統核心控制模塊，主控采用的是LQFP144封裝的恩智浦（NXP）的LPC2294，串口232芯片采用的是SP3220E，2路CAN接口采用的是隔離收發模塊CTM8251T。電源是12V-5V-3.3V-1.8V，采用的是隔離電源模塊WRB1205ZP-3W。LDO是SPX1117M3-3.3，SPX1117M3-1.8。通過光耦PC817 MOS管IR3205控制外部繼電器模塊。電源方案采用和電池CPU電路板一樣的電路。增加了FRAM模塊采用FM24CL04，還有一片FLASH芯片，RTC模塊以及紐扣電池座CR1220，RTC芯片采用的是RX-8025SA。
審核編輯：湯梓紅
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