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。
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。
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。
来源：瑞萨MCU小百科 作者：刘文广 |
