杭州高特具有主动均衡的储能BMS采样板学习与分析（下）

mizhongquan

最近没啥时间，什么事情都赶到一块了，周日忙里偷闲，多睡点觉，锻炼下身体，最重要的是每天晚上早点睡，要不第二天的效率真不行。



这次继续把高特主动均衡的采集板分析完；越分析到后面，越发现我手里面的这个产品ESBMM-1222不是目前官网的最新型号，手中的这个是比较早期的型号，也带主动均衡功能，但看起来不是双向的主动均衡，官网上它们最新的型号搭载的是自研的主动均衡芯片，可以实现双向的主动均衡。



这个单板是由两层PCBA组成，一层是主动均衡板，一层是控制与采样板。



将两个主动均衡小板拆下后，下面的控制、采样板的T面如下图所示，PCB上留有4个方形挖空，是用于安装主动均衡小板上面的变压器，避免干涉。



其B面如下，上面留有很多与小板连接的排针和插座。



控制采样板的功能电路模块划分如下，主要分为了电源、CAN、MCU最小系统、AFE采样以及开关控制模块；其中开关控制模块主要是光耦，这些光耦的输出端通过排针连接至均衡小板。



对于电源模块一起看下，大概的框图如下，电源端口防护使用了FUSE、双向TVS以及供电负极线上面的NMOS做防反；电源芯片使用了两个，输出5V与8.5V，其中5V为单板主电源，而8.5V是连接到了主动均衡小板，另外POWER+供电网络也连接到了主动均衡小板。



因为单板供电范围是9V~32V，所以这个TVS选用了6000W、双向，stand-off电压为36V，而最大钳位电压达到58.1V。



接着看下AFE采样部分，可以明显看到AFE型号为LTC6804-1，采样滤波电路与厂家推荐相似，在C端口留有稳压二极管；同时发现6804的所有S端口都没有连接出来，所以被动均衡功能是没有的，因为这个产品有主动均衡功能。



在单板的B面，采样连接器入口端发现有很多FUSE，这些FUSE是连接到连接器的主动均衡引脚上。



通过连接器定义，发现主动均衡引脚与采样引脚是单独分开的，二者在PCB上也不相连，这些主动均衡引脚经过FUSE后，通过排针再连接至均衡小板。



最后一起看下均衡小板，一共有两个小板，并且是一样的，所以一个小板只负责6S电芯的主动均衡，其T面如下图所示，同时标注了关键的模块。



均衡小板的B面如下图，除了MOS开关阵列外，最关键的是主动均衡的核心控制芯片。



开关阵列原理如下图（来自于高特官网）：每一节电芯的正负极都布置单独的开关，开关实现方式是使用两个NMOS对顶连接；一个小板负责6节电芯，那么一共就有12组开关，即24个NMOS；这些NMOS使用光耦来隔离驱动，驱动控制信号来自于采样板。



主动均衡小板的核心控制芯片是来自于TI的LM5025A，是一款开关隔离电源控制芯片，参考应用如下图（来自TI官网）：所以主动均衡小板可能的功能逻辑是利用开关阵列，来选通某一节单体电压比较低的电芯，然后通过这个隔离电源去给它充电，隔离电源的输入来自于外部的9V~32V低压电源。



总结：

分析完高特的这个产品，感觉确实收获很大；最近有一段时间没更新了，因为在思考与实践，想深入做一些有意义的事情；以上所有，仅供参考。