本文導讀

立功科技·求遠電子推出的ESS工商業(yè)儲能BMS方案，基于NXP的MC33774鋰電池管理芯片設計，支持中小型儲能的二級架構和中大型儲能的三級BMS架構。

方案介紹

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

隨著新能源技術的發(fā)展，鋰電池儲能也作為工商業(yè)儲能及家儲行業(yè)的首選，但是鋰電池由于其嚴格的充放電參數(shù)要求使其作為儲能應用必須增加電池管理系統(tǒng)，嚴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·求遠電子推出的ESS工商業(yè)儲能BMS方案，基于NXP的MC33774鋰電池管理芯片設計，支持中小型儲能的二級架構和中大型儲能的三級BMS架構。二級架構基于RT1061+n×MC33774控制，三級架構基于RT1061+n1×LPC5506+n2×MC33774的架構。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，硬件電路設計為兼容二級架構和三級架構的形式?？煞浅７奖阌脩魷y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鋰電池管理芯片設計，內置16bit ADC支持4~18串鋰電池檢測，8路模擬檢測通過外擴可以擴展18路NTC檢測，實現(xiàn)與電池數(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；

被動均衡電流最大200mA；

TPL通信最大傳輸速率2Mbit/s；

支持菊花鏈級聯(lián)，單串菊花鏈支持最大63個節(jié)點。

圖2

BMU-BSC板

BMU-BSC板基于NXP的LPC5506設計，通過菊花鏈網(wǎng)關MC33665芯片向下與BMU-BCC級聯(lián)連接，向上通過CAN接口與BCMU通信上傳電池包信息。板子預留有1路風扇接口、指示燈以及主動均衡控制接口。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個節(jié)點；

1路干接點輸出24V@2A；

板載8MB Flash存儲。

圖3

BCMU板

BCMU板用于管理電池簇，基于NXP的RT1061設計，通過MC33665可直接與BMU-BCC板連接實現(xiàn)二級架構，通過預留的外設接口可實現(xiàn)對上級或下級的通信控制，以及BJB部分電路。板上預留了多路輸入輸出信號控制，可用于開關、預充控制等?；緟?shù)如下：

4路TPL3接口，最大傳輸速率2Mbit/s；

3路CAN通信，默認波特率500Kbps；

2路RS-485通信，默認波特率115200bps；

2路百兆以太網(wǎng)接口；

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

BJB電路，支持端電壓、電流、絕緣檢測、NTC采集接口；

1路Micro SD卡存儲。

圖4

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

圖5

對于三級架構或二級架構BCMU可以通過USB轉CAN分析儀實現(xiàn)與PC上位機的連接，上位機可以顯示當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、絕緣檢測等，可方便快速進行評估測試。

審核編輯：劉清