在“雙碳”目標(biāo)指引下,我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)正加快步入高質(zhì)量躍升發(fā)展的全新階段,帶動(dòng)鋰電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入前所未有的大發(fā)展機(jī)遇期,伴隨鋰電需求量激增,電池管理系統(tǒng)(BMS)市場(chǎng)規(guī)模也高速擴(kuò)張,進(jìn)而對(duì)電池管理芯片(BMIC)產(chǎn)品需求也急劇增加。上海豐寶電子,作為本土知名的元器件代理商和整合方案提供商,深耕電池儲(chǔ)能行業(yè),合作伙伴遍及動(dòng)力電池、光伏儲(chǔ)能、基站備電、電動(dòng)車、電動(dòng)工具等行業(yè),能提供BMS相關(guān)MCU,AFE,隔離,接口等IC,及整套解決方案。
從拓?fù)浼軜?gòu)上看,BMS根據(jù)不同項(xiàng)目需求分為了集中式和分布式兩類。儲(chǔ)能BMS因電池組規(guī)模龐大,大多都是三層架構(gòu),在從控、主控之上,還有一層總控。集中式BMS所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集,具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),一般常見(jiàn)于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景。本文以集中式48V工業(yè)儲(chǔ)能為例闡述豐寶電子BMS解決方案。
一、48V工業(yè)儲(chǔ)能BMS應(yīng)用框圖
二、AFE
鵬申P(guān)B7170(17串電池AFE)是工業(yè)48V/60V鋰電池組標(biāo)準(zhǔn)解決方案芯片, 廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車、機(jī)器人、UPS等領(lǐng)域。此外PB7130/PB7200分別單顆支持4-13/20串電池級(jí)聯(lián)應(yīng)用,且可擴(kuò)展菊花鏈,可實(shí)現(xiàn)24V-400V三元或磷酸鐵理電池組管理,為儲(chǔ)能市場(chǎng)提供極佳的多樣選擇。
三、MCU
Cortex-M3/M4核MCU,兼具性能及價(jià)格,是中小型儲(chǔ)能BMS常規(guī)選擇;國(guó)民N32G455,作為M4F內(nèi)核主推系列,主頻144Hz,F(xiàn)lash 128至512K,SRAM 180-44K,覆蓋48至100 PIN,豐富外設(shè)及IO,以滿足客戶不同設(shè)計(jì)需求。
四、通信與隔離
BMS上有低壓電路,也有高壓電路,高低壓電路之間是需要進(jìn)行通信的,如AFE與MCU之間SPI/I2C/UART通信,及MCU與外界CAN/RS485通信;高電壓電路通信需設(shè)計(jì)良好隔離,以隔絕直流,, 保護(hù)操作人員和低壓電路免受高電壓影響, 防止通信子系統(tǒng)之間的地電位差, 改善抗噪性能。
4.1 納芯微在BMS 中信號(hào)隔離方案
從低串36v至72v BMS系統(tǒng),到基站備電及大型儲(chǔ)能BMS等,納芯微都做了相應(yīng)的產(chǎn)品布局,且能提供高、中、低端產(chǎn)品,滿足客戶不同成本的產(chǎn)品隔離應(yīng)用需求。
- Nsi82xx系列,雙/三/四/六通道數(shù)字隔離器,用于SPI/UART/I2C, CAN/485通信隔離,及控制信號(hào)隔離;
- NIRS2x是成本優(yōu)化的高可靠性雙通道數(shù)字隔離器;
- 隔離運(yùn)放NSI1300/NSI1311, 總線電壓和電流采樣;
- 帶數(shù)字隔離的收發(fā)器, NCA1042/NCA1043, NCAS485
4.2菊花鏈通信方案及Bourns隔離信號(hào)變壓器
多個(gè)AFE級(jí)聯(lián)方案,借助AFE特有的Daisy-Chain隔離通信功能,常用信號(hào)變壓器或電容,實(shí)現(xiàn)高低壓之間通信的隔離。
Bourns的信號(hào)類隔離變壓器適用于市場(chǎng)上主流的BMS芯片廠商;針對(duì)只需功能絕緣的方案,Bourns推了搞性價(jià)比高性能的產(chǎn)品:雙通道的隔離變壓器SM91502AL-E和單通道的SM91502ALA-E;針對(duì)于有絕緣耐壓需求的方案,Bourns推出了加強(qiáng)絕緣的隔離變壓器SM91534AL-E和SM91519L-E。
4.3非隔離接口
湖南芯力特是目前國(guó)內(nèi)通信類接口芯片領(lǐng)域產(chǎn)品系列較全、出貨量較大的IC設(shè)計(jì)廠商,車載CAN/LIN收發(fā)器芯片累計(jì)出貨量超過(guò)1億顆,與國(guó)內(nèi)外十余家主機(jī)廠以及300余家Tier1/Tier2廠商建立業(yè)務(wù)合作關(guān)系,已廣泛應(yīng)用于汽車等眾多領(lǐng)域; 5V/3.3V RS485、RS422、RS232接口系列芯片廣泛應(yīng)用于工業(yè)、通訊等、安防等領(lǐng)域;工業(yè)BMS行業(yè)常用型號(hào)SIT3485(485收發(fā)器), SIT1050(CAN收發(fā)器)等。
五、輔助電源及模擬電路
5.1常用電源拓?fù)?/h3>
母線電壓取決于儲(chǔ)能電池系統(tǒng),48V系統(tǒng)為例,一級(jí)降壓BUCK及休眠LDO耐壓60V,如SGM61720/SGM61630;隔離電源有專用隔離電源芯片,或變壓器隔離分立方案等。
5.2充放電過(guò)流檢測(cè)及短路檢測(cè)
SGM8197, 支持 24 to 105V 共模輸入檢流運(yùn)放,適用電源客戶,基站客戶,儲(chǔ)能客戶等客戶。
5.3充放電MOS驅(qū)動(dòng)
SGM48524,雙通道、高速低邊驅(qū)動(dòng),5A拉/灌電流,適用于BMS低邊充放電MOS驅(qū)動(dòng)。
六、豐寶介紹
上海豐寶電子信息科技有限公司創(chuàng)辦于1998年5月,本土知名的元器件代理商??偛课挥谏虾?,在北京、深圳、蘇州、香港、臺(tái)灣設(shè)有分公司,并在廣州、東莞、廈門、南京、杭州、 武漢、西安等15個(gè)城市設(shè)有辦事處。公司主營(yíng)電子元器件世界品牌在中國(guó)大陸的代理銷售,并致力于代理芯片產(chǎn)品的應(yīng)用設(shè)計(jì)開發(fā),整體解決方案在通訊、家電、工業(yè)控制得到廣泛應(yīng)用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Digi和Torex等。
豐寶電子系上海市高新技術(shù)企業(yè),2003至2014年連續(xù)十二年被《國(guó)際電子商情》評(píng)選為“讀者最滿意的十家大陸電子元器件分銷商”。在2008至2011年三次獲得“Omron優(yōu)秀代理商銷售獎(jiǎng)”,2009至2012年三次獲得“SGMC杰出成長(zhǎng)獎(jiǎng)”,2010年榮獲“Bourns杰出業(yè)績(jī)獎(jiǎng)”,2011年榮獲“NXP年度增長(zhǎng)最快ID獎(jiǎng)”,2012年榮獲“NXP最佳FAE支持團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”,2013榮獲 Torex合作伙伴獎(jiǎng)。豐寶電子視誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)為企業(yè)至高榮譽(yù),一直致力于上海市“誠(chéng)信創(chuàng)建企業(yè)”工作認(rèn)定,截止到2017年已榮升為五星級(jí)企業(yè)。
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