高精度采集+多重保护：高精度BMS方案合集

发布时间：2025-08-15 阅读量：1415 来源: 我爱方案网作者: bebop

当前主流的BMS架构是通过AFE (电池采样芯片)进行电芯电压和温度等信息的采集和电池均衡功能；MCU作为主控，主要作用是电流采集和电池包的总压采集、充放电逻辑控制、电池健康状态计算、对外通信 (通常需要CAN通信隔离收发器)，AFE通过SPI通信将采集的信息传输到MCU；MCU的供电一般采用隔离供电，电池经过隔离DC-DC降压变换器给MCU供电以及控制充放电MOS电路进行电池包的充放电管理。

目前例如48V家储、E-Bike、电动摩托车、叉车/AGV、基站备电、便携式储能的BMS多采用这种架构；而1500V的高压集储、800V家储以及380V工商业储能，需要通过电池包并联或串联组合以达到更高的送电功率，因此其BMS架构也会比较复杂，这就需要用到更高性能的MCU。

在此背景下，快包电子平台配合原厂发展方案商生态，推荐基于高性能MCU极海APM32F103、恩智浦NXPS32K144开发的汽车BMS方案。

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方案一：基于NXPS32K144的BMS一体机解决方案

一般BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接电池包(BatteryPack)，采集电池的电压、电流和温度等，主控单元通过CAN汇流排或DaisyChain(菊轮链)通信等方式管理多个从控单元。基于NXPS32K144的BMS一体机解决方案支持菊轮链和CAN网路。具有极大的灵活性，可满足不同客户的需求。

使用NXPS32K144作为BMS的控制处理单元，一方面留有CAN BUS可以与其他的BMU及其它ECU连接，接受车身诸多感测器的信号，另一方面使用SPI直接或透过NXPMC33664转为TransformerPhysicalLayer(TPL)与NXPMC33771AFEIC通信，获取AFE采集的资料。

核心技术优势

· 监测单节电池的电压、温度

· 监测整串的电压、电流、温度

· 单节电池之间具有被动均衡功能

· 电池包之间采用CAN汇流排或者菊轮炼连接

· 带有多种保护和诊断功能

· 支援SPI/TPL两种可选配的通信方式

方案规格

· 单颗MC33771可监测7到14串电池

· 内置被动均衡电流开关管，最大支援300mA被动均衡电流

· 内置库伦计，用于电流检测

· ASILC芯片功能安全等级

· 可支援63颗MC33771级联

· 检测精度2mV

· 支援43种内部自检测功能

· 65us内同步测量电压电流

方案二：一体式智能BMS电池管理系统应用方案

极海半导体智能电池管理系统应用方案，支持实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，可配合外部设备如整车控制器交换信息，解决电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题，有效延长电池使用寿命，提高电池能源的利用率。

方案特点

· 采用 APM32F103RCT7系列车规级 MCU

· 支持6~18V超宽电源输入

· 支持42串电压采集（精度±5mV）

· 支持12路温度采集（温度±1℃）

· 支持多路CAN通讯，整车CAN支持特定帧唤醒

· 8路高边驱动，4路低边，均支持三态检测

· 支持分流器和霍尔传感器等高精度电流检测

· 系统支持OTA远程升级、带升级失败程序回滚等功能

APM32F103RCT7芯片框图

极海APM32F103RCT7产品特性

· 基于Arm® Cortex®-M3内核，工作主频96MHz

· 内置256KB FLASH，有效支持大量数据的OTA升级

· 工作温度覆盖-40℃~105℃，对复杂工作环境具有高适应性，保障系统稳定运行

· 12-bit 高精度ADC，可协助AFE做采集精度补偿，并可准确检测功率器件，防止过温故障

· 集成丰富的外设接口，可实时有效地与模拟前端、霍尔传感器等外设传感器进行通信

· 支持双CAN接口，符合2.0A/2.0B（主动）规范，通信速率高达1Mbit/s，支持USB和CAN独立工作，满足车身控制、仪表通信、整车充电控制、监控以及标定操作需求

· 芯片ESD等级高达5.5KV，抗干扰能力强，对电磁环境有更高容忍度

· 通过AEC-Q100车规认证、IEC61508 SIL3功能安全认证

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