BMS微控製器(MAX32625)

微控製器定期與BMS微控製器(MAX32625)通信

，接收有關各個電池包的電芯電壓、充電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)
、電芯溫度以及電池包可能出現的任何故障的更新信息。更新每四分鍾進行一次，因為電芯電壓、SOC
、SOH和溫度預計不會快速變化。如果發生任何故障
，兩個微控製器之間的共享引腳將置為高電平，並觸發微控製器上的中斷
，進而立即讀取BMS微控製器，獲取有關故障的信息。微控製器中有專用I2C端口，僅用於與BMS微控製器通信，以支持兩個微控製器之間快速通信。

LTC2971（電源管理IC）

微控製器時常通過電源管理總線(PMBUS)協議與LTC2971通信

，檢查電壓、電流和溫度測量結果以及有無警告和故障。當測量背板輸出電壓參數時，LTC2971起到快速反饋作用
，以便微控製器調整其例程。此外，該器件會調整電源變換器的反饋電壓，並允許其將輸出電壓下調1%

，從而確保放電工作模式下輸出電壓處於調節範圍內。

MAX31760（風扇控製器）

MAX31760負責調節BBU模塊的風扇速度。脈衝寬度調製的占空比由微控製器配置，以通過I2C調節風扇的速度。微控製器根據溫度以及背板負載電流或電池包負載電流，計算並調整所需的風扇速度

24AA512TT（EEPROM⁄數據存儲）

板載EEPROM充當整個BBU模塊的外部存儲器件。微控製器通過I2C寫入閃存頁
，定期將電池電壓水平、SOC、SOH、電芯類型和型號年份以及電路板溫度等重要信息保存到EEPROM中。該數據每小時更新一次，用戶可以在維護和故障排除期間訪問。

LTC2991（數字板載溫度監測）

LTC2991是一款八通道電壓

、電(dian)流(liu)和(he)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)。該(gai)器(qi)件(jian)借(jie)助(zhu)放(fang)置(zhi)在(zai)電(dian)池(chi)模(mo)組(zu)內(nei)部(bu)重(zhong)要(yao)位(wei)置(zhi)的(de)各(ge)種(zhong)數(shu)字(zi)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，監(jian)測(ce)電(dian)池(chi)模(mo)塊(kuai)的(de)溫(wen)度(du)。根(gen)據(ju)溫(wen)度(du)讀(du)數(shu)，微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)以(yi)調(tiao)節(jie)風(feng)扇(shan)速(su)度(du)，確(que)保(bao)電(dian)源(yuan)板(ban)和(he)電(dian)池(chi)堆(dui)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)在(zai)適(shi)當(dang)水(shui)平(ping)，並(bing)且(qie)始(shi)終(zhong)低(di)於(yu)40°C。

微控製器還負責處理電池的充電模式。開始時，電芯的電壓容量非常低，微控製器允許以最大5A的電流為電芯充電。一旦電芯處於穩定狀態，微控製器就會將充電電流調整為2A，此時每個電芯的電壓尚未達到4V。利用來自BMS微控製器的數據持續監測電芯電壓
，並使用模數轉換器外設測量整個電池層電壓，微控製器便可以判斷所有電芯是否都已達到4V，如達到4V，微控製器便會將充電模式切換為恒壓模式。這需要將充電電流限製為僅0.5A。微控製器將繼續監測整個電池層電壓水平，同時從BMS微控製器獲取數據，檢查所有電池是否充滿電。如圖2所示。

圖2.恒流和恒壓充電算法

充分了解BBU在(zai)電(dian)源(yuan)中(zhong)斷(duan)期(qi)間(jian)如(ru)何(he)從(cong)待(dai)機(ji)模(mo)式(shi)轉(zhuan)變(bian)到(dao)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)模(mo)式(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)任(ren)何(he)意(yi)外(wai)斷(duan)電(dian)和(he)數(shu)據(ju)丟(diu)失(shi)，模(mo)塊(kuai)的(de)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)密(mi)切(qie)監(jian)視(shi)背(bei)板(ban)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping)。LT8228的默認充電模式設置在49V至53V左右
，但如果微控製器檢測到背板電壓在2ms內降至48.5V以下
，則會立即將LT8228方fang向xiang引yin腳jiao從cong充chong電dian模mo式shi切qie換huan到dao放fang電dian模mo式shi，這zhe種zhong模mo式shi持chi續xu四si分fen鍾zhong以yi處chu理li停ting電dian情qing況kuang。這zhe四si分fen鍾zhong裏li模mo塊kuai將jiang持chi續xu放fang電dian，以yi確que保bao供gong電dian不bu間jian斷duan。如ru果guo電dian芯xin的de條tiao件jian允yun許xu且qie背bei板ban電dian壓ya供gong應ying仍reng未wei恢hui複fu，模mo塊kuai將jiang再zai等deng待dai一yi分fen鍾zhong，以yi便bian電dian芯xin冷leng卻que
，然ran後hou再zai次ci進jin入ru放fang電dian模mo式shi。電dian源yuan恢hui複fu後hou，BBU將切換回主電源
，並開始為電池充電。有關如何操作和維護BBU的具體說明
，請參考圖3了解此過程。

圖3.充放電模式轉換的處理操作

製zhi定ding明ming確que的de故gu障zhang處chu理li計ji劃hua非fei常chang重zhong要yao。為wei了le避bi免mian產chan生sheng壓ya力li和he得de到dao不bu好hao的de結jie果guo，提ti前qian發fa現xian潛qian在zai問wen題ti並bing製zhi定ding處chu理li方fang案an至zhi關guan重zhong要yao。如ru需xu確que保bao係xi統tong操cao作zuo順shun利li運yun行xing
，了le解jie即ji將jiang發fa生sheng的de情qing況kuang，那na麼me與yu相xiang關guan係xi統tong中zhong集ji成cheng的de器qi件jian進jin行xing順shun暢chang通tong信xin也ye是shi非fei常chang必bi要yao的de。請qing記ji住zhu
，錯cuo誤wu和he故gu障zhang難nan以yi完wan全quan避bi免mian，而er應ying對dui方fang式shi才cai是shi決jue定ding結jie果guo的de關guan鍵jian。因yin此ci，微wei控kong製zhi器qi經jing過guo專zhuan門men設she計ji
，可ke減jian少shaoOCPzhidingguzhangdewubaofashenglv。weikongzhiqizhongdegujianchengxuzhixingsuanfajianzhayijiancekenengchufaguzhangdeqianzhaoxianxiang。jiancedaoxiangguanzhengzhaohou

，suanfajiangzhixingyanzhengjianzha，zhiyouzaiwentilianxufashenghuozaishedingdezhouqishuneifashengshi，caihuiquerenguzhang。zhezhongzuofafeichangmingzhi，keyiquebaoshibiehejiejuezhenzhengdeguzhang。

Modbus功能代碼對於在Modbus網絡的器件之間建立通信至關重要。這些代碼確定器件之間發送的請求或響應的類型
，例如讀取或寫入數據。一些比較常見的Modbus功能代碼包括模塊指標
、模塊工作狀態、模塊寄存器地址和故障狀態。

Modbus命令的處理完全由微控製器控製。微控製器可以為OCP規範認為必要的所有基本Modbus命令提供支持。這些命令有權更改模塊的設置，或提供有關電池SOC、運行狀況、電芯電壓水平



、充電和放電電流以及其他參數的重要信息。微控製器驗證消息後，就會根據收到的命令做出響應。

微控製器利用ADM2561和ADM30611收發器

，通過UART協議處理來自各種外設的數據，並將其傳輸到機架微控製器，如圖4所示。采用隔離型收發器的優點在於
，它不受係統級電磁幹擾的影響，並且符合OCP製定的電磁兼容性(EMC)標準。此外
，機架到PC的通信是通過ADM2561完成的，ADM2561通過DB9(D-Subminiature)連接器和RJ45互聯網端口連接到主機PC。

圖4.模塊到機架通信和機架到PC通信框圖

控製器架構必須要滿足穩健可靠、高(gao)效(xiao)且(qie)適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang)的(de)要(yao)求(qiu)，同(tong)時(shi)應(ying)該(gai)具(ju)有(you)明(ming)確(que)定(ding)義(yi)的(de)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)，並(bing)可(ke)以(yi)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)算(suan)法(fa)例(li)程(cheng)。該(gai)架(jia)構(gou)應(ying)該(gai)是(shi)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)
，以(yi)便(bian)支(zhi)持(chi)無(wu)縫(feng)的(de)算(suan)法(fa)更(geng)改(gai)和(he)更(geng)新(xin)。此(ci)外(wai)還(hai)應(ying)內(nei)置(zhi)有(you)安(an)全(quan)機(ji)製(zhi)
，以(yi)防(fang)範(fan)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)或(huo)事(shi)故(gu)，並(bing)能(neng)輕(qing)鬆(song)處(chu)理(li)意(yi)外(wai)事(shi)件(jian)。總(zong)的(de)來(lai)說(shuo)，高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)架(jia)構(gou)應(ying)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)且(qie)高(gao)效(xiao)的(de)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)
，同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)錯(cuo)誤(wu)或(huo)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)的(de)概(gai)率(lv)。

(來源：亞德諾半導體）