面包芯语

锂电池管理系统硬件电路包含BMS！（文末附全套方案下载链接！）

原创 智芯Player 2023-12-09 11:21
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    本文介绍一套关于锂电池管理系统的硬件电路方案。其本身是一套已经实际应用的成熟的方案，功能包括单电池放电模组，电池组放电模组。硬件电路方案包含完整的原理图和PCB文件。整套方案包含3块板子，其功能框图如上图所示，包括电池串管理单元，CAN，RS485，电池检测单元，风扇电路，温度采集。



硬件方案--电池CPU主板

CommentDesignatorFootprint
33pFC1_A, C9_A0805
0.1uFC1_B, C1_E, C2_E, C4_E, C5_E0805
103C1_D0805
100uF/250VC1_G100UF/250V
22uF/25VC2_A, C2_D, C3_A, C4_A, C6_G, C7_G, C10_A, C10_G, C11_G7227A
CD2C2_GCD2
104C3_D, C3_E, C5_A, C5_G, C6_A, C7_A, C8_A, C8_G, C9_G, C11_A, C12_A, C12_G, C14_A, C15_A, C16_A, C17_A, C18_A, C19_A, C20_A, C21_A, C22_A, C23_A, C24_A0805
0.1uFC3_G, C4_GCT2
LPC2294D1_ALQFP144-1
SHT11D1_BLCC-8
SP3220ED1_ESSOP16
PC817D1_F, D2_F, D3_A, D4_ASSOP4
SP706SEND2_ASO-8
INDUCTORL1_A, L3_G, L4_G, L5_G0805
220uHL1_G, L2_G220UH
CTM8251TN1_DCTM8251
WRB1205ZP-3WN1_GWRB1205DIP
SPX1117M3-3.3N2_GSOT-223
SPX1117M3-1.8N3_GSOT-223
IR3205Q1_F, Q2_FTO-220C
100KR1_A, R1_F, R3_F, R5_F, R6_A0805
10KR1_B, R1_C, R1_E, R1_G, R2_B, R2_C, R3_A, R5_A, R6_F, R7_A, R8_A, R9_A, R10_A, R11_A, R12_A, R13_A, R20_A, R23_A, R25_A, R26_A, R29_A0805
120R1_D0805
1MR2_D0805
1KR2_F, R4_F0805
R4R3_C, R4_C0805
100R22_A0805
0R24_A0805
4.7KR30_A0805

S1_DSHORTER
SW_4BITSW1SO-8
RedV1_A, V4_GLED2
BYV26CV1_F, V3_FDO-214AC
1N5819V1_G, V2_GDO-214AC
GreenV2_ALED2
DW3V2_F, V4_F1N4148
SMBJ18AV3_GDO-214AA
CON2X1_A, X1_F, X3_FZ2-4.0
CON6X1_CZ6-4.0
CANX1_DZ3-4.0
CON3X1_E, X1_G, X2_A, X2_F, X5_AZ3-4.0





    电池CPU主板是系统核心控制模块，主控采用的是LQFP144封装的恩智浦（NXP）的LPC2294，串口232芯片采用的是SP3220E，CAN接口采用的是隔离收发模块CTM8251T。电源是12V-5V-3.3V-1.8V，采用的是隔离电源模块WRB1205ZP-3W。LDO是SPX1117M3-3.3，SPX1117M3-1.8。通过光耦PC817 MOS管IR3205来驱动风扇。温湿度传感器SHT11，不过貌似已经停产了。PCB是2层板，覆铜版本，layout及丝印都很工整。



硬件方案--BMS板

CommentDesignatorFootprint
104/100VC1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C131206
104C14, C15, C16, C17, C21, C220805
105C18, C190805
22uF/25VC20, C237227A
2.2uF/16VC240805
220nF/50VC250805
1uF/100VC26, C271206
LTC6803-2D1SSOP44
SMBJ54AD2DO-214AC
BAT46WD3, D4, D8SOD-123
MBR0540D5SOD-123
BAT54SD6SOT_23A
BLM31PG330SH1BL11206
ISC1210ER470L2L1210
LT6004N1MSOP-8
ADUM1401N2SO-16W
1B0505N31B0505-2
LT3495N4DFN103X2
100R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R34, R35, R36, R37, R39, R40, R41, R42, R43, R440805
100KR14, R150805
10KR16, R170805
1MR18, R19, R20, R21, R22, R23, R25, R270805
2MR24, R26, R28, R300805
4.7MR290805
0R31, R380805
10MR320805
100KNTCRT1, RT2SIP2
SW-4BITSW1SO-8
CON13X1W13-4.0
CON6X2W6-4.0
PDZ7.5BZD1, ZD2, ZD3, ZD4, ZD5, ZD6, ZD7, ZD8, ZD9, ZD10, ZD11, ZD12SOD-323






    BMS板采用的是ADI的LTC6803电池管理芯片12串电池，温度信号放大采用的是ADI的轨对轨运算放大器LT6004。其他的芯片包括数字隔离芯片ADUM1401，DCDC芯片LT3495等。PCB是双层板，覆铜，layout及丝印都很工整。



硬件方案--主控板

CommentDesignatorFootprint
CR1220B1_ICR1220
33pFC1_A, C9_A0805
103C1_B, C4_B0805
0.1uFC1_E, C2_E, C3_E, C4_E, C4_G0805
104C1_F, C1_H, C1_I, C3_B, C5_A, C5_E, C5_G, C6_A, C6_B, C7_A, C8_A, C8_G, C9_G, C11_A, C12_A, C12_G, C14_A, C15_A, C15_E, C16_A, C17_A, C18_A, C19_A, C20_A, C20_E, C21_A, C22_A, C22_E, C23_A, C24_A, C24_E0805
470uF/50VC1_G, C2_G470uF/50V
22uF/25VC2_A, C2_B, C4_A, C5_B, C7_G, C10_A, C10_G, C11_G, C21_E, C23_E, C25_E7227A
0.1uFC3_GCT2
CT2C6_E, C8_E, C9_E, C12_E, C13_E, C17_E, C18_E0805
22uF/50VC6_G7227A
0.01uFC7_E, C11_E, C16_E0805
0.47uFC10_E, C14_E, C19_E0805
LPC2294D1_ALQFP144-1
SP3220ED1_ESSOP16
FM24CL04D1_FSO-8
SST25V016BD1_HSO-8
RX-8025SAD1_ISOP-14
SP706SEND2_ASO-8
INDUCTORL1_A, L3_G, L4_G, L5_G, L6_G0805
220uHL1_G, L2_G220UH
CTM8251TN1_B, N2_BCTM8251
LT6004HN1_E, N2_EMSOP-8
WRB1205ZP-3WN1_GWRB1205DIP
SPX1117M3-3.3N2_GSOT-223
WRA1215CKS-1WN3_EWRA1215
SPX1117M3-1.8N3_GSOT-223
IR3205Q1D, Q2D, Q3D, Q4DTO-220C
120R1_B, R3_B0805
10kR1_E, R1_F, R1_G, R1_H, R1_I, R2_F, R2_I, R3_H, R3D, R4_H, R5_H, R6_H, R6D, R7_A, R8_A, R9_A, R9D, R10_A, R11_A, R12_A, R12D, R13_A, R20_A, R23_A, R25_A, R26_A, R29_A0805
100KR1D, R4D, R7D, R10D0805
1MR2_B, R4_B0805
20KR2_E, R8_E, R14_E0805
1KR2_H, R2D, R5D, R8D, R11D0805
47KR3_E, R4_E, R9_E, R10_E, R15_E, R16_E0805
100R5_E, R11_E, R17_E, R22_A0805
100K/1%R6_E, R7_E, R12_E, R13_E, R18_E, R19_E0805
0R24_A0805
4.7KR30_A0805

S1_B, S2_BSHORTER
SW_4BITSW1SO-8
PC817U1D, U2D, U3D, U4DSSOP4
RedV1_A, V4_GLED2
DW3V1_E, V2_E, V2D, V3_E, V4D, V6D, V8D1N4148
1N5819V1_G, V2_GDO-214AC
1N4148V1_I, V2_I1N4148
IN5819V1D, V3D, V5D, V7DDO-214AC
GreenV2_ALED2
SMBJ18AV3_GDO-214AA
CON3X1_A, X1_E, X1_G, X5DZ3-4.0





    主控板是系统核心控制模块，主控采用的是LQFP144封装的恩智浦（NXP）的LPC2294，串口232芯片采用的是SP3220E，2路CAN接口采用的是隔离收发模块CTM8251T。电源是12V-5V-3.3V-1.8V，采用的是隔离电源模块WRB1205ZP-3W。LDO是SPX1117M3-3.3，SPX1117M3-1.8。通过光耦PC817 MOS管IR3205控制外部继电器模块。电源方案采用和电池CPU电路板一样的电路。增加了FRAM模块采用FM24CL04，还有一片FLASH芯片，RTC模块以及纽扣电池座CR1220，RTC芯片采用的是RX-8025SA。



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    村田是目前全球量产硅电容的领先企业，其在2016年收购了法国IPDiA头部硅电容器公司，并于2023年6月宣布投资约100亿日元将硅电容产能提升两倍。以下内容主要来自村田官网信息整理，村田高密度硅电容器采用半导体MOS工艺开发，并使用3D结构来大幅增加电极表面，因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础（单层MIM和多层MIM—MIM是指金属 / 绝缘体/ 金属） 村田硅电容采用先进3D拓扑结构在100um内，使开发的有效静电容量面积相当于80个
    知白 2025-01-07 15:02 150浏览
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