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。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。
为了避免现有技术的不足之处，本文介绍一种大电流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。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(或国产芯片CC6926)、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；CC6926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。
具体实施方式：
主芯片采用基于NORDIC蓝牙低功耗的2 .4Ghz的nrF51822芯片，主芯片外扩多个外围芯片实现多种功能，主芯片外部只需要一个PCB线条设计蓝牙天线就可以实现蓝牙传输功能，芯片上引出1路232接口电路供上层系统传输电池信息使用。LTC6803及其附属电路实现电压采集及平衡功能，LTC6803芯片负责采集12路电芯的电压及平衡电路，LTC6803芯片采集电压的精度很高，每个电芯实测误差不超过3mV，因此计算电芯总电压的时候可以直接把每个电芯电压加起来，当需要电压平衡时，旁路放电通道也由LTC6803直接控制，旁路放电通道分为内部和外部两部分，导通的时候同时导通，导通电流约为0 .1至0 .3A。nrF51822核心芯片首先和LTC6803芯片通讯，采集各个电芯的电压，计算出总电压，当单个电芯电压超过设定值，nrF51822芯片控制LTC6803芯片对超限的电芯进行放电操作，降低该电芯的电压值，当该电芯电压正常后，nrF51822芯片关闭该电芯的放电通道。当总电压超过总电压高限设定值，nrF51822芯片关闭充电继电器；同理，当单个电芯电压低于设定值或者总电压低于总电压设定值，nrF51822芯片关闭放电继电器以保护电芯，防止过放的危险。采用CC6926芯片进行隔离的测量输出电流。CC6926芯片将电流信号转换成电压信号输入nrF51822芯片的A/D引脚。对超限电芯进行放电处理是整个BMS板的核心动作，当充电快充满时，由于需要放电的电芯数目比较多，如果一直放电操作，这个时候LTC6803及相关电路会比较热，为了降低温度，我采取了分时平衡算法，利用电芯电压不能突变，即某个时间段平衡电路开始工作，另个时间段关闭平衡电路，这样既使电芯电压平衡了，而且平衡电路部分温度升高的量很少。文章中提到的CC6926芯片，是芯进电子推出的超大量程单体芯片级电流传感器CC6926中的产品，该系列产品具有峰值400A量测能力，高达5KV隔离耐压，750V加强隔离工作电压，超低阻抗铜排，设置过流检测保护报警功能。该产品能够有效的测量直流或交流电流，并具有精度高、出色的线性度和温度稳定性的优点，广泛应用于汽车电子、光伏、工业控制、新能源及通信类设备领域。
车规级产品为-Q1系列，符合 AEC-Q100 grade 1 标准
汽车领域：直流充电桩、充电枪、PDU、BMS等
光伏领域：组串式逆变器，微型逆变器，储能逆变等
工业自动化：工业变频器，通信电源等
CC6926 是一款高性能霍尔效应电流传感器， 能够更有效的测量直流或交流电流， 并具有精度高、 线性度和温度稳定性好的优点， 广泛应用于工业、 消费类及通信类设备。
CC6926 内部集成了一颗高精度、 低噪声的线性霍尔电路和一根超低阻抗的主电流导线。 30uΩ的超低阻抗导线可最大限度的减少功率损耗和热散耗。 内部固有绝缘在输入电流路径与副边电路之间提供了5000VRMS(AC)绝缘耐压。 传感器采用线性霍尔传感器温度补偿技术，具有较高的温度稳定特性。
CC6926 内部集成的差分共模抑制电路可以让芯片输出不受外部干扰磁信号影响； 集成的动态失调消除电路使芯片的灵敏度不受外界压力和芯片封装应力的影响。
CC6926 设计了开漏输出的快速故障监控功能， 非常适用于过流故障检测。 参考电压(VREF)允许进行差分测量以及设置过电流故障阈值的设备参考电压(VOC)。
CC6926 采用 TO263-7 封装， 工作温度范围为-40 至+125°C， 符合 RoHS 相关规定要求。
