本帖最后由 zhao133 于 2024-3-1 13:50 编辑
经过几款BMS的验证，基于产品级的BMS技术已经逐渐趋于成熟，在此，我给大家介绍一下我基于16串 100A BMS保护板（https://bbs.21ic.com/icview-3358422-1-1.html）升级设计的方案——16串100A电动两轮车、三轮车BMS保护板。
关键器件选型如下：
1、主控芯片，还是选用之前方案上用到的极海M0——APM32F072CBT6（带CAN的M0内核MCU），理由：开发环境熟悉，价格便宜，技术比较成熟。
2、模拟前端——SH3676016B（带均衡16串AFE，UART通信），理由：此款芯片专门针对两轮车、三轮车而设计的，价格比309便宜，功耗方面满足电动两轮车、三轮车需求，并且在高串数BMS的开发应用容易实现隔离（601x串口TTL通信，309是I2C通信）。
3、功率管——GPT024N10NTHL（100V 180A MOS 2.1-2.5mΩ）,理由：其实这个没什么，国产低压MOS技术已经比较成熟，大电流需考虑耐压满足的条件下，每个管子过电流能力和功耗。
4、外部均衡电阻——47R 1210，设法让均衡电流尽量大，在空间允许情况下，均衡电阻阻值尽量小，功率尽量大，不建议使用内部均衡，理由中颖的AFE内部均衡没做好，使用内部均衡容易烧坏AFE，并且内部均衡AFE发热量较大，而这款AFE芯片没有留有大PAD散热，长时间使用存在芯片损坏的风险，此款板子是目的是为了量产而设计的，每个隐患都需要考虑，因此采用外部均衡。
5、电流采样电阻——2mR 5W 3920，理由：过载能力和功耗，关于电流采样电阻的选择，需考虑以下因素：额定电流下采样电阻的总功率是多少，分配到每个采样电阻的功率是多少，电阻所产生的压降是多少等。这些都会对整个产品的功耗、稳定性、测量的精确度息息相关，关于这方面的选型大家可以根据自己实际项目的具体需求而定，采样电阻阻值过大，采样电阻的功耗严重，采样电阻阻值太小，电流的测量精度差，分辨率低，对于SOC的估算和实际电流测量的精确度都有较大的影响。在这里顺便提一下，电池剩余电量估算SOC，我们一般采用安时积分法，过段时间我发个贴给大家分享一下这方面的知识。
功能及设计：
1、充放电接口——采用PCB-10作为电池输入输出端子两个并联设计，可以满足100A持续过电流能力。考虑到产品设计目的是为了替换铅酸电池，因此采用同口设计，并且这种设计具有接线简单，充放电过流能力一致的优点。缺点：使用更多的MOS，控制板的成本因此会增加。具体使用哪种接口由需求来确定。
2、过电流能力——每个MOS管持续过电流不能超过15A，因此采用7个MOS并联。电流采样电阻采样4个并联。额定电流100A（可设置），过载保护电流150A（可设置），短路保护电流200A（可设置）。
3、预放电功能设计，此款设计是基于大功率的用电器设计的，控制板负载端可能存在大电容，上电瞬间充电电流较大，容易出现上电瞬间过流保护，为了提高产品的可靠性，因此内置预放电功能（之前做的100A的保护板没有增加此功能）。
4、非隔离外部通信接口——RS485、CANbus。由于应用环境两轮、三轮电动车，外部通信口主要是与仪表、电机驱动器通信，人机界面只有仪表，并且仪表都做好防护，无法与人接触，考虑到实际PACK总电压并不是很高，因此外部通信口采用非隔离设计，理由：成本低。
5、无线通信功能——蓝牙模块，通过手机APP与保护板的蓝牙模块实现数据交换，用于开发调试和设置参数。
6、USB通信口，采用TYPE C接口，单并未使用PD快充协议，理由只是用于是开发调试和设置参数，无需具备快充功能。
7、外部风扇接口——用于外接散热风扇散热，功率较大，需考虑散热，设计时预留。
8、NTC通道数——3通道。
9、内置纽扣电池——内部RTC，用于记录各种异常数据和行为习惯等信息。
10、唤醒功能——外部钥匙信号唤醒，充放电唤醒。
关于低功耗方面如何设计，在此我之前的贴有提到（https://bbs.21ic.com/icview-3362042-1-1.html），在此不作过多的介绍了。如果有对这方面比较感兴趣的欢迎回帖、留言
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