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立功科技·求遠(yuǎn)電子推出的ESS工商業(yè)儲(chǔ)能BMS方案，基于NXP的MC33774鋰電池管理芯片設(shè)計(jì)，支持中小型儲(chǔ)能的二級(jí)架構(gòu)和中大型儲(chǔ)能的三級(jí)BMS架構(gòu)。

方案介紹

按照能量儲(chǔ)存方式，儲(chǔ)能可分為物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能三類，其中物理儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等，化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲(chǔ)能主要包括超級(jí)電容器儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能。

隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，鋰電池儲(chǔ)能也作為工商業(yè)儲(chǔ)能及家儲(chǔ)行業(yè)的首選，但是鋰電池由于其嚴(yán)格的充放電參數(shù)要求使其作為儲(chǔ)能應(yīng)用必須增加電池管理系統(tǒng)，嚴(yán)格控制其充放電過程，避免出現(xiàn)過充、過放、過熱等情況。

立功科技·求遠(yuǎn)電子推出的ESS工商業(yè)儲(chǔ)能BMS方案，基于NXP的MC33774鋰電池管理芯片設(shè)計(jì)，支持中小型儲(chǔ)能的二級(jí)架構(gòu)和中大型儲(chǔ)能的三級(jí)BMS架構(gòu)。二級(jí)架構(gòu)基于RT1061+n×MC33774控制，三級(jí)架構(gòu)基于RT1061+n1×LPC5506+n2×MC33774的架構(gòu)。MC33774管理采用NXP的TPL3菊花鏈通信控制，BMU與BCMU之間通過CAN隔離通信，硬件電路設(shè)計(jì)為兼容二級(jí)架構(gòu)和三級(jí)架構(gòu)的形式。可非常方便用戶測(cè)試開發(fā)，方案框圖如圖1所示。

圖1

BMU-BCC板

BMU-BCC板基于NXP的MC33774鋰電池管理芯片設(shè)計(jì)，內(nèi)置16bit ADC支持4~18串鋰電池檢測(cè)，8路模擬檢測(cè)通過外擴(kuò)可以擴(kuò)展18路NTC檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)與電池?cái)?shù)量1:1，支持SPI/TPL菊花鏈通信，基本參數(shù)如下：

支持4~18串鋰電池，單節(jié)鋰電池采樣精度±5mV；

支持外接18路NTC，采樣精度±1°C；

被動(dòng)均衡電流最大200mA；

TPL通信最大傳輸速率2Mbit/s；

支持菊花鏈級(jí)聯(lián)，單串菊花鏈支持最大63個(gè)節(jié)點(diǎn)。

圖2

BMU-BSC板

BMU-BSC板基于NXP的LPC5506設(shè)計(jì)，通過菊花鏈網(wǎng)關(guān)MC33665芯片向下與BMU-BCC級(jí)聯(lián)連接，向上通過CAN接口與BCMU通信上傳電池包信息。板子預(yù)留有1路風(fēng)扇接口、指示燈以及主動(dòng)均衡控制接口。BMU-BSC板的基本參數(shù)如下：

1路隔離CAN接口，默認(rèn)500Kbps；

4路TPL3接口，最大傳輸速率2Mbit/s；

支持最大兩串菊花鏈路（首尾相連），單串菊花鏈支持最大63個(gè)節(jié)點(diǎn)；

1路干接點(diǎn)輸出24V@2A；

板載8MB Flash存儲(chǔ)。

圖3

BCMU板

BCMU板用于管理電池簇，基于NXP的RT1061設(shè)計(jì)，通過MC33665可直接與BMU-BCC板連接實(shí)現(xiàn)二級(jí)架構(gòu)，通過預(yù)留的外設(shè)接口可實(shí)現(xiàn)對(duì)上級(jí)或下級(jí)的通信控制，以及BJB部分電路。板上預(yù)留了多路輸入輸出信號(hào)控制，可用于開關(guān)、預(yù)充控制等。基本參數(shù)如下：

4路TPL3接口，最大傳輸速率2Mbit/s；

3路CAN通信，默認(rèn)波特率500Kbps；

2路RS-485通信，默認(rèn)波特率115200bps；

2路百兆以太網(wǎng)接口；

3路信號(hào)輸入、3路高邊輸出24V@3.6A、3路低邊輸出24V@5A、1路干接點(diǎn)24V@5A；

BJB電路，支持端電壓、電流、絕緣檢測(cè)、NTC采集接口；

1路Micro SD卡存儲(chǔ)。

圖4

基于RT1061+n1×LPC5506+n2×MC33774的三級(jí)架構(gòu)，連接示意圖如圖5所示。

圖5

對(duì)于三級(jí)架構(gòu)或二級(jí)架構(gòu)BCMU可以通過USB轉(zhuǎn)CAN分析儀實(shí)現(xiàn)與PC上位機(jī)的連接，上位機(jī)可以顯示當(dāng)前電池包的具體信息如鏈ID、電芯單體電壓、電池串電壓、均衡電壓、溫度、電池簇電壓、電流、絕緣檢測(cè)等，可方便快速進(jìn)行評(píng)估測(cè)試。

審核編輯：劉清