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瑞萨RA MCU在BMS产品中的应用

发布时间:2022-10-11 来源:瑞萨 责任编辑:wenwei

【导读】BMS电池管理系统一般包含以下几个部分:电压采样、电流采样、充放电控制、硬件过流保护、SOC算法、对外的通信接口等。本案例中SOC算法和通信接口,由RA2L1(R7FA2L1A93CFL)完成,其余部分由AFE(Analog Front End)模拟前端芯片ISL489206或ISL489204(14串)完成。


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考虑到主机端的通信,需要兼容CAN、Uart、I2C、SMBus等多种通信协议,所以MCU部分采用了RA2L1系列带CAN控制器的MCU。另外,电池在实际使用中,因某些原因(比如修复Bug),电池包固件需要在线升级功能,电池在升级固件过程中,为了预防电池包升级失败变成”砖头”,电池包的MCU需要有固件备份功能,所以Flash要选择128K或者256K(成本没压力的建议直接上256K)。


BMS的MCU除了与主机通信外,还需要与AFE芯片通信(I2C)接口,所以需要至少2路I2C通信,另外驱动LED指示灯(电池剩余容量指示),需要5个I/O,开关机按键及一些其它的控制逻辑(模拟量采集)等,综合考虑MCU封装至少选择48Pin或者64Pin,部分移动储能类电池,可能需要带LCD驱动的MCU(工业级温度,是基于安全性考虑)。


AFE部分选择了瑞萨的集成高边N-FET驱动的模拟前端,该系列产品具有高精度电压电流ADC和硬件过流保护及内部均衡功能。RA MCU通过I2C与ISL489206通信,进行电压采样,电流采样及均衡控制,温度和LED指示灯控制。


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整个方案的供电部分(主要是给RA MCU供电),有两种选择,一种是通过外挂晶体管,进行降压,好处是成本低,坏处是会有功率损耗发热,本案例采用的是这种办法。另外一种是外挂一颗高输入电压的LDO,比如ISL6719(最大100V输出)、ISL78301(针对10串以内磷酸铁锂)、CAN通信部分,如果需要隔离,可以采用外挂隔离电源解决(可选配URB2405S-6WR3模块)。


SOC算法及配套上位机,需要根据具体应用进行开发,可联系下面的QR链接,进行查询定制,本案例采用了阻抗追踪算法,可用于动力电池大电流/复杂工况的产品中,已经有量产案例,具体请联系了解。


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来源:瑞萨MCU小百科

作者:刘文广



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