如何有效地保證BMS上的穩定供電？

電動汽車儲能系統中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）作為實時監控、自動均衡、智能充放電的電子部件，起到控制充放電、保障安全、延長壽命、計算剩余電量等重要功能，是動力電池和儲能電池組中必不可少的重要部件，通過一系列的控制，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，對電池的充放電過程進行監控和控制，對電池狀態進行分析，從而實現對電池安全的保護，提升電池綜合性能。

如今，隨著儲能技術的發展，BMS的發展也進入到新的領域，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現，電路設計相對簡單，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，一個電池包模組配一個從控制器，主控制器只和通訊線連接，主控負責采集的信號線，給從板提供的電源線等必須線束。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CAN總線傳輸給主控模塊。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

在儲能產業鏈中，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重要的。

1. 電源隔離

電動汽車動力電池BMS系統中，一臺車里有很多BMS模塊，每個模塊都集中從蓄電池里取電，由于各個模塊之間的通信容易相互干擾，為保證BMS單個模塊的供電獨立性，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，防止電池過放過充，并進行溫度控制，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總線在數據通信中的可靠性和實時性，通常BMS通過CAN或485總線與整車控制器（VCU)等其他控制模塊進行通信。而由于在動力電池組BMS中節點較多，CAN網絡拓撲的方式也比較復雜，易導致整個系統的通信故障，導致BMS對電池實時監測、狀態統計、在線診斷與預警、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對CAN總線產生很大信號干擾；當電池組負載節點過多時，也會導致通信產生擁堵發生通信堵塞的情況。為保證通信質量，在CAN收發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隔離產品包括全隔離CAN/RS-485/RS-232收發器模塊、隔離DC-DC模塊等?？蔀锽MS系統提供隔離電源模塊作為節點設備的供電以及隔離。按照不同節點設備的供電、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，產品性能提升，適用于絕大多數復雜惡劣的工業現場應用，是BMS系統直流供電的理想解決方案，采用業內先進的拓撲結構方案，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，大程度保證用戶產品的可靠性，是板級直流供電的理想解決方案。

2. 通信隔離方案

致遠電子超過二十年的電源設計及工藝經驗積累，將自主電源IC與成熟SiP工藝結合，推出高集成度總線隔離方案，能有效解決總線干擾、通信異常等問題。產品有“三合一”全隔離芯片以及DC-DC電源隔離芯片不同方案，滿足不同客戶的需求。

SM15xx系列全隔離CAN收發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總線隔離電路，支持CAN及CAN FD協議，波特率覆蓋40K~5Mbps，工作溫度覆蓋-40℃~125℃，滿足各類復雜惡劣的工業現場CAN總線隔離需求。

SM45xx全隔離RS-485收發芯片基于ZLG自主電源IC設計實現技術創新，相較于常規產品，其內置短路保護、過溫保護等保護電路，并且支持3.3V~5V寬壓輸入，結合產品優異的收發器電平兼容特性，可兼容3.3V和5V系統，滿足絕大多數RS-485總線隔離設計需求。

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%；超低靜態功耗，低至10Ma；支持持續短路保護，自恢復，能夠為用戶I/O及通信隔離等應用提供標準、可靠的供電解決方案。