一、前言
电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)它的作用是智能管理和维护每个电池模块，避免过度放电和充电，增加电池的使用寿命;并实时监控电池状态，使其处于最佳工作状态。
在BMS的硬件设计过程中，我们需要重视和深入挖掘一些关键点，如温度测量、电压检测、电量平衡、电流检测、预充预放、唤起电路设计等。本文主要针对“温度测量”、说明了“电压检测”和“电量平衡”的功能原理和电路原理。
温度测量
1、功能说明
温度测量是BMS硬件的基本功能。根据板上的不同设备，可分为电池温度测量、平衡电阻温度测量和MOS温度测量。根据电池的不同工作状态，可分为放电、充电和静态(不放电或充电)模式的温度测量。根据温度阀值，可分为高温报警、低温报警和正常状态。
温度测量可以实时监测电池组的工作温度。例如，当高温报警时，立即停止充放电，以避免温度进一步升高。同时向云服务器报告(如有)，确定是否有必要通知相关人员赶往现场，降低热失控的概率。即使发生火灾，也可以在一定程度上防止更多的损失。
BMS在低温报警时会立即停止充电，需要根据实际温度对放电进行具体分析(一般锂电池的充电环境温度为0~45℃。、放电是-20~60℃)。低温充电的风险分析锂，严重时会引起火灾，主要是因为低温时负极的嵌锂阻抗明显大于正极的锂阻抗，锂离子不能及时嵌入负极，导致锂分析和隔膜刺穿导致短路火灾。
2、硬件电路
事实上，测温电路非常简单，如下图2所示:构建分压电路，使用ADC收集分压电压。由于NTC设备的电阻值会随着温度的升高而降低，因此可以在不同的温度下收集不同的电压值，最终通过公式转换获得当前的温度值。
NTC阻值和温度公式如下：Rt=R*EXP(B*(1/T1-1/T2)
T1和T2是指K度(即开尔文温度)，K度=273.15(绝对温度)℃;T2=(273.1525);Rt是T1温度下热敏电阻的电阻;R是T2常温下热敏电阻的标称电阻;B值是热敏电阻的重要参数;EXP是e的n次方。
3、精确度和参数设计
温度采集精度是一个重要指标，从图2的电路可以看出，精度主要受上拉电压源精度的影响，AFE参考电压源精度、R1电阻精度、NTC电阻精度、ADC采样精度。
推荐使用同一个上拉电压源和AFE/MCU参考电压源，一般为LDO输出电压，纹波较小，一般为3.3V或5V。;C1可以选择100pF上下;R1电阻选择1%精度;ADC采样精度与Cpu有关，精度提升成本也会明显增加;以下是R1和NTC参数值选择的详细说明：
首先是阻值的选择。建议R1阻值=NTC常温下的阻值。优点是高低温的检测范围相似。如果某些特殊情况对高温或低温更敏感，R1可以适当调整;阻值越大，功耗越小，但精度也会降低;对于高温精度要求较高的，可以选择高阻值，对低温精度要求较高的可以选择低阻值。
其次，选择NTC电阻B值。B值越大，其电阻与温度之间的关系图斜率越大。当温度低于25℃时，B值越大，NTC电阻在相同温度环境下越大;当温度高于25℃时，B值越大，NTC电阻在相同温度环境下越低。对于温度精度高但环境温度窄的场景，可以选择B值较大的NTC。;对环境温度较宽，特别是对高温测量有要求的情况，建议选择B值较小的NTC。
NTC在不同B值下的特征
BQ76952芯片手册推荐103-AT，B值=3435，比较小，因为电芯和MOS温度在极限条件下升温较快，特别是MOS设备可以升至100℃以上。
1、功能说明
BMS的电压检测一般可以分为BMS。电压检测、P单串电芯的电压检测和电压检测，这里主要分享的是单串电芯的检测。
通过检查单串电池的电压，我们可以知道电池是否处于过度放电或过度充电状态。一旦确定异常，我们会立即停止充电或放电，然后平衡电池的电量。一是保证电池安全，二是增加电池使用寿命。同时，电压检测还可以判断BMS板与每个电池之间的连接状态，即断线检测，下面将详细说明。
2、硬件电路
下面是AFE芯片BQ76952官方硬件设计图，可以看到VC0~VC16引脚连接到每一串电芯。
这里R2~R21的功效:一是设置固定的滤波截止频率，与AFE内部的滤波采样电路和时间相匹配，实现高精度;二是热插拔保护。考虑到AFE通道的漏电流，如果漏电流大，串联电阻一定不能太大，否则会产生足够的压降来影响采样精度;但是太小会降低保护能力，可以根据规格选择，一般是20R~1KR的推荐值。
3、精度影响
图7中的r代表电池的内阻和电池铜排的连接阻抗之和;Rc代表连接器的触摸阻抗和外部采样线束的阻抗之和;Rm代表制造商推荐的采样通道串联电阻;Ri代表AFE内部的等效电阻。r通常是多少米?Ω，Rc通常是几十米Ω，Rm是20Ω到1KΩ，Ri是MΩ等级。
Rc是取样线阻抗和连接器电路电阻的总和。最极端的情况是开路，但一般AFE都有断线检测机制，可以识别这个故障;另一种情况是连接不良。此时阻抗可能很大，电池会被分压，导致电压采样结果出现偏差。
理论上rRcRm越低，Ri越大，AFE内部ADC精度越高，那么电压采样精度就越高。
4、断线检验
另外，AFE电压检测还集成了一个重要功能：断线检测。
下面将介绍一个芯片的断线检验机制:在图8中，一条采样线处于断线状态，用红圈表示此时采样线的上下两个电池会被内阻Ri分压，也会收集到一个“假”的电压值，但实际上这个电压值并不代表电池的真实电压，如果作为真实电压使用，可能会导致过充或过放。因此，在其内部采样通道中，集成了开关和电阻Rpd。开关S分为奇数组和双数组，只能关闭一组，即S2关闭时，S1和S3被切断，相反，它们被认为是E-pe-pe。
