如何有效地保證BMS上的穩定供電？

電動(dòng)汽車(chē)儲能系統中BMS的安全和穩定性是保障其性能的決定性因素，其供電的穩定在其中更是起到較為關(guān)鍵的作用，如何有效地保證BMS上的穩定供電呢？

BMS整體架構

電池管理系統（BMS）作為實(shí)時(shí)監控、自動(dòng)均衡、智能充放電的電子部件，起到控制充放電、保障安全、延長(cháng)壽命、計算剩余電量等重要功能，是動(dòng)力電池和儲能電池組中必不可少的重要部件，通過(guò)一系列的控制，保障儲能系統的正常運行。BMS電池管理系統通過(guò)對電流、電壓、溫度以及SOC等參數的采集計算，對電池的充放電過(guò)程進(jìn)行監控和控制，對電池狀態(tài)進(jìn)行分析，從而實(shí)現對電池安全的保護，提升電池綜合性能。

如今，隨著(zhù)儲能技術(shù)的發(fā)展，BMS的發(fā)展也進(jìn)入到新的領(lǐng)域，通常BMS系統主要由三大部分構成，BMS控制器、電池包、以及BDU管理單元。

BMS硬件的拓撲結構主要為集中式和分布式：

●   集中式：將所有的電氣采集部件連接到總控上，電壓、電流溫度等都傳輸到主控制器，采集模塊和主控模塊的信息交互在電路板上直接實(shí)現，電路設計相對簡(jiǎn)單，BMS的安全、穩定性相對較低，易受到干擾。 

●   分布式：分為主控制器和從控制器，一個(gè)電池包模組配一個(gè)從控制器，主控制器只和通訊線(xiàn)連接，主控負責采集的信號線(xiàn)，給從板提供的電源線(xiàn)等必須線(xiàn)束。采集溫度、電壓的電池模組附件由從控制器負責，最終把采集到的信號通過(guò)CAN總線(xiàn)傳輸給主控模塊。通道利用率較高，配置靈活。

圖 1 BMS框架

隔離及通信穩定性對BMS系統的重要性

在儲能產(chǎn)業(yè)鏈中，為保證BMS高效、安全、可靠運行，一套完善的系統隔離及通信解決方案是至關(guān)重要的。

1. 電源隔離

電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池BMS系統中，一臺車(chē)里有很多BMS模塊，每個(gè)模塊都集中從蓄電池里取電，由于各個(gè)模塊之間的通信容易相互干擾，為保證BMS單個(gè)模塊的供電獨立性，主控制器與顯控單元、高低壓控制器、各從控模塊接口端通常都需隔離器件來(lái)保證供電的連續和穩定。從而保證BMS系統正常工作，防止電池過(guò)放過(guò)充，并進(jìn)行溫度控制，保障電池組件電壓和溫度的平衡。

因此，BMS系統對電源模塊的要求：

●   電池供電，寬輸入電壓范圍；

●   模塊溫升??；

●   長(cháng)期使用，對可靠性要求高；

●   小體積，低重量，兼容性強，方便方案升級。

2. 通信隔離

基于CAN/485總線(xiàn)在數據通信中的可靠性和實(shí)時(shí)性，通常BMS通過(guò)CAN或485總線(xiàn)與整車(chē)控制器（VCU)等其他控制模塊進(jìn)行通信。而由于在動(dòng)力電池組BMS中節點(diǎn)較多，CAN網(wǎng)絡(luò )拓撲的方式也比較復雜，易導致整個(gè)系統的通信故障，導致BMS對電池實(shí)時(shí)監測、狀態(tài)統計、在線(xiàn)診斷與預警、充放電與預充控制等受到影響。電池組的相互連接以及逆變器等串擾會(huì )對CAN總線(xiàn)產(chǎn)生很大信號干擾；當電池組負載節點(diǎn)過(guò)多時(shí)，也會(huì )導致通信產(chǎn)生擁堵發(fā)生通信堵塞的情況。為保證通信質(zhì)量，在CAN收發(fā)器與微控制器之間通常也需要加入隔離器件。

圖2 隔離器件方案框圖

BMS電源與信號隔離推薦方案

致遠電子提供多種形式的總線(xiàn)隔離產(chǎn)品包括全隔離CAN/RS-485/RS-232收發(fā)器模塊、隔離DC-DC模塊等?？蔀锽MS系統提供隔離電源模塊作為節點(diǎn)設備的供電以及隔離。按照不同節點(diǎn)設備的供電、隔離需求，選取不同參數型號的隔離電源模塊。

1. 電源隔離電源方案

E_UHBDD-6W電源模塊，產(chǎn)品性能提升，適用于絕大多數復雜惡劣的工業(yè)現場(chǎng)應用，是BMS系統直流供電的理想解決方案，采用業(yè)內先進(jìn)的拓撲結構方案，大幅提升電源轉換效率，效率最高可達86%，有效降低電源溫升，大程度保證用戶(hù)產(chǎn)品的可靠性，是板級直流供電的理想解決方案。

2. 通信隔離方案

致遠電子超過(guò)二十年的電源設計及工藝經(jīng)驗積累，將自主電源IC與成熟SiP工藝結合，推出高集成度總線(xiàn)隔離方案，能有效解決總線(xiàn)干擾、通信異常等問(wèn)題。產(chǎn)品有“三合一”全隔離芯片以及DC-DC電源隔離芯片不同方案，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。

SM15xx系列全隔離CAN收發(fā)芯片相較于傳統模塊方案，在超小、超薄的DFN封裝內部集成完整的CAN總線(xiàn)隔離電路，支持CAN及CAN FD協(xié)議，波特率覆蓋40K~5Mbps，工作溫度覆蓋-40℃~125℃，滿(mǎn)足各類(lèi)復雜惡劣的工業(yè)現場(chǎng)CAN總線(xiàn)隔離需求。

SM45xx全隔離RS-485收發(fā)芯片基于ZLG自主電源IC設計實(shí)現技術(shù)創(chuàng )新，相較于常規產(chǎn)品，其內置短路保護、過(guò)溫保護等保護電路，并且支持3.3V~5V寬壓輸入，結合產(chǎn)品優(yōu)異的收發(fā)器電平兼容特性，可兼容3.3V和5V系統，滿(mǎn)足絕大多數RS-485總線(xiàn)隔離設計需求。

全工況隔離P0505FT-1W電源芯片，超高集成度，僅為9.00*7.00*3.00mm；效率高達83%；超低靜態(tài)功耗，低至10Ma；支持持續短路保護，自恢復，能夠為用戶(hù)I/O及通信隔離等應用提供標準、可靠的供電解決方案。