【導讀】BMS（Battery Management System）稱之為電池保姆或電池管家，通過實時采集、處理、存cun儲chu電dian池chi組zu運yun行xing過guo程cheng中zhong的de重zhong要yao信xin息xi，智zhi能neng化hua管guan理li及ji維wei護hu各ge個ge電dian池chi單dan元yuan
，防fang止zhi電dian池chi出chu現xian過guo充chong電dian和he過guo放fang電dian，延yan長chang電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming
，監jian控kong電dian池chi的de狀zhuang態tai。在zai工gong業ye領ling域yu中zhong，為wei了le保bao證zhengBMS高效
、可靠
、安全地運行，一套完善的係統隔離解決方案就顯得尤為重要。

01 電動車BMS係統中的隔離方案

在36V~48V係統例如電動自行車，電動滑板車和電動助力車等的BMS中，根據控製充放電MOS的位置不同，分為高邊驅動和低邊驅動，其中低邊驅動中的電池包和控製側隻有在低邊MOS閉合時是共地的

，因此在接口端需要隔離器來保證通信連續性。可以采用分立方案通過數字隔離器來達到隔離作用
，也可以使用隔離485、隔離CAN來滿足通訊接口隔離的需求，實現電池包與外部中控間的通信
，另外

，集成隔離電源的隔離器產品則可進一步提高集成度，降低成本。

圖1：電動自行車BMS – 10s~13s/36V~48V係統

數字隔離器可以選擇雙通道標準數字隔離器NSi8021N或低速數字隔離器NIRS21N。NIRS21N的隔離耐壓可以達到3kVrms，通信速度可達500kbps，遠高於市場同類產品的150kbps
，可完美代替光耦。接口隔離芯片可選擇隔離RS-485收發器NSi83085和隔離CAN收發器NSi1050，兩顆芯片均具有高可靠性、高隔離耐壓（5kVrms）、高共模抗擾以及高集成度的特點，內部集成數字隔離和接口驅動兩種功能設計，可大幅簡化係統設計複雜度，減少係統PCB的麵積。

在電動摩托車、商用三輪車和低速四輪車等60V~72V係統中，一般會用兩個AFE級聯，目前大部分的工業級AFE不支持菊花鏈，因此高邊AFE會使用隔離I2C和MCU進行通信。另外
，最新的電摩BMS標準中要求使用CAN通信，通信速率需達到500kbps。

圖2：電摩BMS係統 –16s~20s/60~72V係統(雙AFE)

納芯微NSi8100N係列雙通道雙向I2C數字隔離器滿足AEC-Q100標準，數據率高達150Mbps
，時鍾速率可達2MHz

，提供數字通道方向配置選擇，輸出默認高電平和低電平選擇。寬供電範圍可直接對接大多數MCU等數字接口
，並且可以方便的提供電平轉換功能。納芯微最新推出的隔離CAN收發器NSi1050的傳輸速率可達1Mbps，遠高於電摩BMS標準的要求。

02 基站備電BMS係統中的隔離方案

基站備用電源一般是在供電掉電時
，為了確保通信設備供電正常而設計的。基站備電係統的主要組成部分包括磷酸鐵鋰電池組、電池管理係統（BMS）以及其他模塊如GPRS通訊模塊等。磷酸鐵鋰電芯較比三元鋰單節電芯電壓低，標稱值為3.2V

，故此類BMS一般為15s或16s係統，使用單個AFE，類似於電動自行車BMS。在基站備電BMS中，主要會用到隔離485接口、隔離CAN
、隔離電源以及隔離I2C等，這些隔離產品可以滿足通信備電BMS中的通訊接口隔離需求和隔離供電需求。

圖3：基站備電BMS – 15s~16s/48V係統

與電動車BMS隔離方案中相同
，在基站備電BMS係統中可單獨利用數字隔離器來實現信號隔離，也可以采用隔離485和隔離CAN的集成方案來作為通訊接口隔離。納芯微提供雙通道數字隔離器NIRS21N和三通道數字隔離器NSI8131S兩種數字隔離器供客戶選擇，兩顆芯片的隔離耐壓均可以達到3000Vrms，在保證係統可靠性的前提下

，能夠實現最優的性價比。

03 大型儲能BMS係統中的隔離方案

大型儲能係統較為複雜，電壓範圍在500-850V，為高壓係統。該係統需要多串AFE級聯
，對可靠性安全性要求更高，一般使用車規級的AFE對電池進行監控，AFE之間用菊花鏈級聯。

在大型儲能BMS中隔離產品的應用包括：

使用變壓器或電容進行隔離通信

AFE與MCU之間通過UART或SPI或I2C通信

控製信號

總線電壓和電流采樣

控製信號一般需要4~6通道數字隔離器，NSi8141N係列四通道數字隔離器提供符合UL1577的多種電氣隔離耐壓（3.75kVRMS），且具有高電磁抗擾度和低輻射的特性，適合於高壓BMS係統中的隔離需求。

圖4：大型儲能BMS(高壓儲能)係統

總線電壓和電流采樣中可利用單端和差分隔離運放來實現信號采樣
，NSi1300隔離運放芯片的輸入側采用高精密全差分放大器級，可以提供業內通用的8.2倍或41倍(bei)增(zeng)益(yi)
，並(bing)保(bao)持(chi)極(ji)低(di)的(de)增(zeng)益(yi)誤(wu)差(cha)。通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)掉(diao)電(dian)檢(jian)測(ce)
，共(gong)模(mo)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)提(ti)供(gong)易(yi)用(yong)的(de)安(an)全(quan)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)。通(tong)過(guo)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)采(cai)樣(yang)的(de)電(dian)阻(zu)
，利(li)用(yong)NSi1300可以實現0.1%係統精度。

隔離電源部分，NSiP884x 係列產品將內置有片上變壓器的隔離DC/DCdianyuandianluyijisitongdaogaosushuzigelijichengzaiyiqi，yonghuzhixuzaidianyuanshurushuchushanggejialianggelvbodianrongjiunengshixiandianyuangelihexinhaogeli，jidadijianhualegelidianyuandesheji。NSiP884x 係列產品采用標準的 SOIC16 chuantongfengzhuang
，zhizaoquanchengwendingkekong，chuchangshijingguoleyangedenaigaoyaceshihexingnengcanshuceshi，chanpinjuyouyizhixinggao，kekaoxinggaodetedian，shiyongyuduikekaoxingyaoqiujigaodechezaihegaoyayingyonghuanjing。

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