国产BMS拆解：采用了哪家大厂方案？

近年来，中国电动车诞生了很多“滚王”。对于他们来说，过去更倾向于卷价、卷址、卷外观、卷软件、卷硬件配置、卷产业链上下游。现阶段，BMS无疑是构建竞争力的核心。

按说，BMS本身就是一个连续的概念。一般来说，电池均衡充电的需求一直存在。这是因为任何电池的电池电压都很低，这个参数是由电化学反应中电极不同元素之间的能级决定的。唯一提高电压的方法就是串联，而串联存在一个问题就是柿子专挑专挤，抗压能力最差的单体承受的压力最大，导致单个单元损坏，最终意味着整体报废。

这个问题在以前并不突出，因为汽车的电池管理是从12V开始的，当时电池数量很少。但是现在这个数值在不断提高。现在国内电动车线圈大王的最新目标是800V，所以BMS的重要性不言而喻。

想要理解BMS，不仅要从概念上理解，还要实际看内部的结构设计。今天，EEWorld的工程师们拆除了郑云的BMS，并分析了它的内部设备和结构。

BMS和积极BMS的概念

BMS和积极BMS的概念

拆了的BMS电池管理系统一直在用，应该不是最新技术，但原理是一样的。具体来说，蒙大拿理科通过了BMS，主要功能分为两部分。主动管理就是及时发现串联电池组端电压不平衡的情况，并采取措施加以平衡。措施有很多，最直接的就是串联一系列均衡电阻，有选择地接入电路，设置一次性熔断单元。当这个电池单元出现故障时，会直接短路，所以虽然少了一个电池，但是因为电池数量多，每个新的电压增量都不大，还能继续运行。还有被动管理，涉及过压保护、过流保护、超温保护等等。

摘录一小段:

BMS(电池管理系统)是电动汽车不可或缺的组成部分，是管理和监控动力电池的中枢。它管理、维护和监控电池的各个模块，肩负着防止电池过充过放、延长电池使用寿命、帮助电池正常运行的重任。电池管理系统(BMS)是连接车载电池和电动汽车的重要纽带。其主要功能包括:电池物理参数实时监测、电池状态估计、在线诊断预警、充放电均衡管理和预充电控制、热管理等。以上哪一项功能实现不好，都会对电池造成致命伤害。

拆除并解决

外壳拆卸

整体是全金属外壳，0.8mm左右的厚度，足够结实，足够厚重。好像是给汽车用的，不搞轻量化设计。标签清晰规范。

标准产品还包括一个可拆卸的射频天线，它粘在顶部的中心。

两边各有两个螺丝，上面再加一个，拆下来就行了。

拆开的天线，直接使用的倒U型PCB板，应该是MHz频率。

拆下内部PCB。

去掉顶盖，这是由两部分组成的，上面的看起来像射频板，下面的是主板。

拆下上部射频板的螺丝，并将其拆下。

侧面还有一个3×2引脚，用导热硅胶密封。应该是用来固定粘合的，稍微用力就能拉掉。

拆下顶部射频板

露出主板

注意这里的螺丝都是带弹簧的防脱落螺丝。

拆下主板，底部衬绝缘纸，因为外壳是金属的，也是双保险。

射频板

射频板的背面很简单，就是一些测试点。

正面可以找到物联网SIM卡的固定槽。按黄色的弹出。

该SIM800A模块是一个标准的GSM/GPRS模块。IM800A的工作频率为GSM/GPRS 900/1800MHz，可以低功耗实现语音、短信、数据信息的传输。SIM800A的尺寸为24*24*3mm，可以满足各种紧凑型产品的设计要求。这是由AT命令通过串口控制的。柘城奥克斯空调售后电话

主板

主控板做的时候整体涂了绝缘漆。所以基本上在涂绝缘漆的地方，看不清楚丝印，所以拆解分析完全靠猜测。

核心主控芯片漆层较薄，看得出来是恩智浦LPC系列产品。这是一个通用的MCU，如果用在汽车上。那我不得不说，这还是省料的。因为车码主要有两点，一是工作温度提高了105度左右，二是内核设计会有防误考虑，比如双核自动切换等。最重要的是要交费才能通过车码考试。所以汽车仪表MCU肯定贵很多。

更有意思的是，这种看起来像超级电容的电容，通常是在停电的情况下使用，一般持续几十秒。这应该用于提高性能和安全性。

检验质量的是电源元件。这些功率电感应该是共轭电感和变压器。线径粗，绕线均匀，应该是精品。这对BMS性能很有帮助。

主控板的反面基本是正面排不上的元件。它被分成几个部分，功能要统一分析。

从这次拆解来看，做工很不错，材料扎实，工作环境应该是振动环境，所以采取了相应的措施。

因为很多元件的丝网印刷看不清楚，所以分析电路需要沿线猜测元件，然后继续分析。整体来看，似乎采用了电阻均压原理，BMS软件的算法由通用MCU实现。

现在有专门的BMS芯片，可以支持不少于48节电池的BMS管理，可以明显简化编程和电路设计。这个主控板也有CAN接口，应该纳入车联网，实现先进的数据采样和控制。

但是这个设计中没有发现热管理的设计，所以BMS的发热是肯定的。这个设计采用自然通风散热的模式，整体功率应该不会很大。应该是早期电动车EV的配套产品。

电池管理系统的主要功能是电池检测和电压均衡。这个拆下来的BMS系统功能齐全，应该是一个主控板，包括物联网、电压管理、CAN通信等功能。使用的芯片都是TI和ADI厂商的产品。好像那时候国内芯片更新换代还没到规模。对比TI的BQ756506和BQ79616的功能逻辑图，这是类似的逻辑。

由于ADC采样和内置电压均衡都是在BQ7xxxx芯片中完成的，所以MCU的工作就简单多了。但是这个电池管理系统基本上是一个独立的组件，所以主要的控制逻辑是在MCU中实现的。因此，软件管理是非常重要和困难的。从硬件拆解的角度，只能猜测其功能和逻辑设计。小丫是谁

之前的帖子解释过，因为绝缘漆的原因，看不清楚芯片的丝网印刷。但是因为同类型的芯片很多，PCB表面不平整，所以有绝缘漆层不厚的情况，大部分都查出来了。

这样就可以看出这款2015年交付的BMS是如何设计的了。

主控芯片

主控制芯片是恩智浦LPC1178，这是一款适合嵌入式应用的Cortex-M3微控制器。具有高集成度、低功耗的特点，运行频率为120 MHz。功能包括512 kB闪存、96 kB数据存储器、以太网、USB 2.0设备/主机/OTG、8通道DMA控制器、5个UART、2个CAN通道、3个SSP/SPI、3个I2C、I2S、8通道12位ADC、10位DAC、QEI、SD/MMC、电机控制PWM、4个通用定时器和6个输出通用。

这个芯片可以独立引出109个管脚，所以这里基本都用它，实现了UART连接、CAN通信、ADC采样、电池均压电路管理等功能。

这款芯片早在2016年就已经量产，现在似乎还在正常供货，也是一款长寿产品。

SIM800A无线网卡

SIM800A为2G GSM/GPRS模块，核心通信，工作频率为GSM/GPRS 900/1800MHz，可低功耗实现语音、短信、数据信息的传输。SIM800A的尺寸为24*24*3mm，可以满足各种紧凑型产品的设计要求。现在很多地方2G已经停服了。数据参数如下，即最大14.4kbps的数据通道。

GPRS class 12:最大85.6 kbps(下行速率)

支持PBCCH

编码方案CS 1，2，3，4

PPP堆栈

CSD达到14.4 kbps。

USSD

不透明传输

这个管理比较简单，就是通过标准的at指令来实现。详情参见SIM800A(simcom.com)。

而且直接用PCB天线，现在应该有更多的选择了，而且支持4G，甚至5G模块都已经出境了。

CAN控制器是MCP2515和数据隔离器ADUM1201。该BMS的一个重要功能是CAN通信接口。CAN协议通常广泛应用于工业领域，尤其是汽车领域。每个设备都在CAN总线上，自动识别哪个设备发送，管理简单可靠。该芯片是一个由SPI控制的CAN控制器。上面说的LPC1778有两个CAN通道可以直接控制传输，只是增加了数据隔离和电平转换。不过这种方案还是采用SPI控制的CAN控制器，要提供一个额外的CAN接口。从以上端口可以看出，至少有三组CAN通道:CAN1、CAN2、CAN3，所以增加一个CAN控制器也无可厚非。控制逻辑图如下

连接到CAN网络的每个设备都在监听网络，发送和接收相应的传输信息。

对应CAN总线，工作电压波动范围较大。想想汽车启动时车内灯光突然变暗的场景。使用数字隔离器ADUM1201。ADuM1201是一款双通道数字隔离器，具有1/1通道方向性，采用ADI公司的iCoupler技术。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片变压器技术相结合，具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征。适用于

尺寸至关重要的多通道隔离。

SPI接口/数据转换器隔离

RS-232/RS-422/RS-485收发器隔离

数字现场总线隔离

混合动力车、电池监控器和电机驱动器

逻辑图如下

BMS平衡电阻LM5110和AO4482的控制，在电池充电电压不平衡的情况下，驱动电池和电压进行相应的BMS控制，使用TI LM510驱动器实现双通道驱动。根据官方网站，该产品已被更新的规格所取代。

驱动器控制AO4482的100V MOSFET。新imac很丑

模拟采样ADUC7039和数据采样ADUM2401，根据这个BMS logo，还包括电池电流Ibat的采样和DI数字输入的功能。其中，数字放大器是车载电池专用芯片，其功能如下。

高精度ADC

双通道、同步采样、16位σ -δ型ADC

可编程ADC吞吐量:10 Hz至1 kHz

片内5 ppm/°C基准电压源

电流通道全差分、缓冲输入可编程增益ADC输入范围:200 mV至+300 mV数字比较器，内置电流累加器功能。

这用于捕获电池的电流。对于数据输入，利用数据隔离器ADUM2401保证注释的稳定性，然后利用数据缓冲器SN74LVC07A准确记录输入数据，并定时从存储器中读取。

其他的

该产品还有一个专门的DC/DC DC转换器用于电路板供电电路，该转换器使用UCC2813，但它已升级到UCC3813。参与uccx813-x低功耗经济BiCMOS电流模式PWM数据表(Rev. f) (ti.com.cn)。

从目前来看，整个开发板大量使用国际厂商的产品，这些产品大部分还在供货近10年。保持强大的供应能力和生命周期。

另外，整个电路板使用了大量的电感和信号变压器，绕线均匀。绝缘密封很好，也是质量不错的产品。

虽然从目前来看，这块电路板的集成能力和设计理念已经落后了。

但从制造技术和软件开发能力来看，还是有一定水平的。

但是，现在有了摩托车，谁还会骑自行车呢？

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