本文導讀

立功科技·求遠電子推出的ESS工商業儲能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展，鋰電池儲能也作為工商業儲能及家儲行業的首選，但是鋰電池由于其嚴格的充放電參數要求使其作為儲能應用必須增加電池管理系統，嚴格控制其充放電過程，避免出現過充、過放、過熱等情況。

立功科技·求遠電子推出的ESS工商業儲能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。可非常方便用戶測試開發，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，實現與電池數量1:1，支持SPI/TPL菊花鏈通信，基本參數如下：

支持4~18串鋰電池，單節鋰電池采樣精度±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，單串菊花鏈支持最大63個節點。

圖2

BMU-BSC板

BMU-BSC板基于NXP的LPC5506設計，通過菊花鏈網關MC33665芯片向下與BMU-BCC級聯連接，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板連接實現二級架構，通過預留的外設接口可實現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。基本參數如下：

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