基于NXP LPC5516+MC33665+MC33774菊花链HVBMS方案

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在 ESS 储能系统中，HVBMS 一般会采用两级或三级架构，从而实现从电池模组到电池簇，再到电池堆的分级管理和控制。本方案则给大家讲解基于 LPC5516 + MC33665 + MC33774 菊花链 HVBMS 方案，涵盖了 BMU、BJB、CMU，构建 HVBMS 两级菊花链架构。可广泛运用于工商业储能和家庭储能等市场。

        下图为菊花链的示意图，BMU 与 CMU 间是通过 TPL（NXP 菊花链通信协议）进行通信，支持单链或回环模式。

       LPC5516 + MC33665 + MC33774 菊花链 HVBMS 方案是基于菊花链通信方式，其中包含 BMU + BJB 和 CMU 两个层级。BMU 即为电池管理单元，它主要负责数据处理判断和信息交互。CMU 即为电池监测单元。BJB 则是用来负责总电流检测、高压检测及绝缘检测等。BMU 接收、分析和处理 CMU、BJB 等信息，包括电压值、温度值、电流值等，为电池管理提供决策依据。同时，BMU 还负责与其他系统进行信息交互，如控制系统、充电系统等，实现电池的智能化管理。利用多个 CMU 可构建 400V ~ 1500V 的高压系统。

 BMU 板介绍

        BMU 板是基于 NXP LPC5516 和 MC33665 设计，MCU 是 LPC5516 系列芯片，Cortex-M33 内核，具有 96KB SRAM 和 256KB Flash，MC33665A Gateway 可实现 SPI与 TPL 通信协议转换。同时板上搭载 CAN 收发器、RS-485 收发器、高边驱动器、压力传感器等外设，提供板间通信、高边驱动能力和压力检测。

        BMU 板的基本参数如下：

• 1 路 CAN 接口，默认 500Kbps

• 支持 TPL2、TPL3 菊花链通信协议

• 4 路 TPL 接口，最大传输速率 2Mbit/s

• 支持 2 个菊花链回环，单个菊花链回环支持最大 63 个节点

• DC/DC 24V输入，输出电流可达 2A

• 8 路高边输出 24V@1.8A

CMU 板介绍

        CMU 板是基于NXP MC33774 设计，MC33774 是一款电池监测和保护芯片，具体型号为 MC33774ATP1AE，支持监测 4 ~ 18 串电池，最大供电电压可达 90V，通过 ADC 监测电池电压和温度，测量范围为 -3V~5V。-40℃~125℃ 条件下最大支持 360mA 的均衡电流，平均均衡电流 180mA；-40℃~150℃ 条件下最大支持 300mA 的均衡电流，平均均衡电流为 150mA。

        CMU 板的基本参数如下：

• 单颗 MC33774 可支持 4~18 串电池监测，单板设计使用 3 颗 MC33774，最高可监测 54 串电池

• 8 路精密 GPIO 以及 1 路 AINA，支持模拟量绝对值/比例值检测

• 支持 2 Mbit/s TPL3 菊花链通信，单链可为 62 个 MC33774 分配地址

• 电池电压检测精度可达 ±0.8mV，考虑 PCB 差异误差可在 ±2mV 范围内

• 单颗 MC33774 深度睡眠功耗低至 15uA

• 支持被动均衡，最大支持 360mA 的均衡电流，平均均衡电流 180mA

• 拥有 I2C 主设备接口，可以控制片外 EEPROM 等从设备

• 深度睡眠单芯片功耗在 15μA 水平，单板在深度睡眠模式下功耗可控制在 100μA 以内

BJB 板介绍

       BJB 板是基于两颗 NXP MC33772 设计，MC33772 是一款 BJB 芯片，具体型号为 MC33772CTC1AE，单板支持 7 路高压检测，当电压大于 ≥ 500V 时，精度达到 ±1%，当精度 < 500V 时，精度达到 ±5%。支持冗余电流检测，当电流 < 200A，精度达到 2%，当电流 ≥ 200A，精度达到 1%。支持 1 路绝缘检测采集电阻、2 路温度检测、6 路 IO 驱动光耦继电器、2 路温度检测功能。

        BMU 通过 J-Link 可实现与 PC 上位机 -- FreeMaster 相连，FreeMaster 可以显示当前电池包的具体信息如电池单体电压、电池串电压、均衡电压、温度、状态信息等，也可以生成动态充放电曲线，可方便客户快速进行评估测试。

►场景应用图

千图网

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

● 1 路 CAN 接口，默认 500Kbps ● 支持 TPL2、TPL3 菊花链通信协议 ● 支持 4 个 TPL 口，最大传输速率 2Mbit/s ● 支持 2 个菊花链回环，单个菊花链回环支持最大 63 个节点 ● 电压检测精度可达 ±0.8mV，最大 ±2mV 范围以内 ● 电流 ＜ 200A，采集精度可达 2%，电流  ≥ 200A，采集精度可达 1% ● 8 路高边输出 24V@1.8A

►方案规格

● BMU 支持输出 8 路负载驱动信号、电池压力检测、1 路 CAN 通信、1 路 RS-485 通信 ● 支持对 CMU、BJB 回传信号进行处理，实现电压监测，过压欠压诊断，电流检测、充放电控制等 ● 单块 CMU 最高支持 54 串电池电压、支持 18 路温度检测 ● BJB 支持 7 路高压检测和 1 路电流检测和 1 路绝缘检测