霍尔电流传感器ACS758应用于一种大电流BMS保护板电路

( 54 )发明名称

一种大电流BMS保护板电路

( 57 )摘要

本发明涉及一种大电流BMS保护板电路，核心电路全隔离设计，弱电部分和强电部分完全分开。可以通过232线或者蓝牙直接更改参数并检查每组电芯的状态。极低功耗的单芯片解决方案，其蓝牙芯片与控制芯片和二为一。通过对蓝牙芯片的外部电路设计，可以方便扩展其他功能。分时平衡技术，可以在电池的各种状态下进行平衡操作，而且温升极低，可靠性高。可以方便的级联，可以使用蓝牙传输方案进行参数调整，用户通过手机软件可以随时更改平衡参数并查看电池信息。本发明的BMS充分考虑了用户的需求，信息交互方便，可靠性高等特点，满足了该领域对锂电池管理的要求，而且可以很方便的扩展，适合于更多领域使用。

1 .一种大电流BMS保护板电路，其特征在于包括nrF51822芯片、PCB线条设计蓝牙天线、

电压及平衡电路LTC6803芯片、隔离芯片ADUM1201、测量输出电流的ACS758芯片、光隔离芯

片SI8441和232接口电路及各芯片偏置电路；nrF51822芯片通过光隔离芯片SI8441与电压

及平衡电路LTC6803芯片连接，采用SPI总线通讯，电压及平衡电路LTC6803芯片将采集的各

个电芯的电压输出至nrF51822芯片，nrF51822芯片根据平衡需求通过电压及平衡电路

LTC6803芯片控制各个电芯的充放电；nrF51822芯片与PCB线条设计蓝牙天线连接，通过蓝

牙功能与手机连接；nrF51822芯片通过232通讯线并通过232隔离芯片ADUM1201与上位机相

连接，上报电芯的各种信息；nrF51822芯片的第五脚连接电池组的充放电电路，输出PWM信

号控制充电器的关断、开通及脉冲充电三个状态；ACS758芯片测量输出电流，转换成电压信

号输入nrF51822芯片的A/D引脚。

2 .根据权利要求1所述大电流BMS保护板电路，其特征在于：nrF51822芯片采用I2C总线

连接EEPROM芯片AC24C04，将电池平衡参数存储在EEPROM芯片。

3 .根据权利要求1所述大电流BMS保护板电路，其特征在于：所述nrF51822芯片为基于

NORDIC蓝牙低功耗的2 .4Ghz的nrF51822芯片。

技术领域

[0001] 本发明属于大功率锂电池组BMS(电池管理系统)板信设计领域，涉及一种大电流

BMS保护板电路，用于机器人、无人遥控车领域所用的大电压、大电流的电池组所用的BMS

板。

背景技术

[0002] 机器人、无人遥控车领域所用的大电压、大电流的电池组所用的BMS板设计领域。

这个领域通常使用大电流、高压领域中必须使用的多节并联、多组串联的锂电池组。

[0003] 电池管理系统(BMS)是电力巡检机器人、电动汽车、大型无人遥控车等系统的中一

个越来越重要的关键部分,我国在这方面的研究正在逐步加强。现有的设计方法是采用分

立器件，电路复杂、占用PCB面积大、可靠性低，切不易扩展。因此急需一种通用的设计方法，

以降低电路复杂度，同时适合于大电流、高电压、电池组数可变的环境中。

[0004] 传统的BMS板设计的时候通常采用运放、MOS管等分立原件构成，原理复杂，成本

高，不易调试、故障率高等缺点。

发明内容

[0005] 要解决的技术问题

[0006] 为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大电流BMS保护板电路，该保护板

适用于机器人、无人大型遥控车所使用的高压、大电流使用的锂电池组。在此领域使用的这

种锂电池，通常都需要进行大电流的充放电，而且对可靠性要求非常高。

[0007] 技术方案

[0008] 一种大电流BMS保护板电路，其特征在于包括nrF51822芯片、PCB线条设计蓝牙天

线、电压及平衡电路LTC6803芯片、隔离芯片ADUM1201、测量输出电流的ACS758芯片、光隔离

芯片SI8441和232接口电路及各芯片偏置电路；nrF51822芯片通过光隔离芯片SI8441与电

压及平衡电路LTC6803芯片连接，采用SPI总线通讯，电压及平衡电路LTC6803芯片将采集的

各个电芯的电压输出至nrF51822芯片，nrF51822芯片根据平衡需求通过电压及平衡电路

LTC6803芯片控制各个电芯的充放电；nrF51822芯片与PCB线条设计蓝牙天线连接，通过蓝

牙功能与手机连接；nrF51822芯片通过232通讯线并通过232隔离芯片ADUM1201与上位机相

连接，上报电芯的各种信息；nrF51822芯片的第五脚连接电池组的充放电电路，输出PWM信

号控制充电器的关断、开通及脉冲充电三个状态；ACS758芯片测量输出电流，转换成电压信

号输入nrF51822芯片的A/D引脚。

[0009] nrF51822芯片采用I2C总线连接EEPROM芯片AC24C04，将电池平衡参数存储在

EEPROM芯片。

[0010] 所述nrF51822芯片为基于NORDIC蓝牙低功耗的2 .4Ghz的nrF51822芯片。

[0011] 有益效果

[0012] 本发明提出的一种大电流BMS保护板电路，核心电路全隔离设计，弱电部分和强电

部分完全分开。可以通过232线或者蓝牙直接更改参数并检查每组电芯的状态。极低功耗的

单芯片解决方案，其蓝牙芯片与控制芯片和二为一。通过对蓝牙芯片的外部电路设计，可以

方便扩展其他功能。分时平衡技术，可以在电池的各种状态下进行平衡操作，而且温升极

低，可靠性高。可以方便的级联，可以使用蓝牙传输方案进行参数调整，用户通过手机软件

可以随时更改平衡参数并查看电池信息。

[0013] 本发明的BMS充分考虑了用户的需求，信息交互方便，可靠性高等特点，满足了该

领域对锂电池管理的要求，而且可以很方便的扩展，适合于更多领域使用。设计中核心低压

电路部分和其它高压电路完全隔离，在应用方便、安全、可靠，平衡算法采用分时平衡技术，

这些技术的采用是BMS设计领域的一个创新。

[0014] 本发明的有益效果是：

[0015] 1、采用单颗主芯片设计，主芯片集成了蓝牙功能，集成度更高，功耗更低，可以方

便的提高锂电芯的使用寿命，延长整个电池组的使用时间。

[0016] 2、集成度高、成本低。

[0017] 3、全隔离技术安全、可靠。

[0018] 4、分时平衡，降低温升。

隔离电流采集功能

[0040] 采用ACS758芯片进行隔离的测量输出电流。ACS758芯片将电流信号转换成电压信

号输入nrF51822芯片的A/D引脚。ACS758的4 ,5串入电池的输出，4脚接﹢，5脚接-。