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打造高效安全的電池管理 | 基于ACM32 MCU的兩輪車(chē)充電樁方案


隨著城市化進(jìn)程的加快、人們生活水平的提高和節(jié)能環(huán)保理念的普及,越來(lái)越多的人選擇了電動(dòng)車(chē)作為代步工具,而兩輪電動(dòng)車(chē)的出行半徑較短,需要頻繁充電,因此在城市中設(shè)置兩輪車(chē)充電樁就非常有必要了。城市中的充電樁不僅能解決兩輪車(chē)充電難、亂擺放的問(wèn)題,而且能夠更大限度的保證了用戶(hù)的充電安全,有效降低了充電過(guò)程火災(zāi)事故的發(fā)生。


兩輪車(chē)充電樁解決方案


上海航芯的兩輪車(chē)充電樁解決方案以ACM32F403RET7為主控芯片,該方案包含了電源模塊、控制模塊、顯示模塊、通訊模塊等。ACM32F403主頻高達(dá)180MHz,帶兩路CAN接口,可與BMS通信,讀取電池相關(guān)信息,帶四路高速Q(mào)SPI接口,實(shí)現(xiàn)與NFC模塊的高效通信,另外帶串口、32bit Timer、IO等豐富的外設(shè)資源,很好的滿(mǎn)足了產(chǎn)品的功能需求,方案框圖如下所示:




充電樁電網(wǎng)中輸入220V交流電,通過(guò)可控硅、功率MOS管、繼電器等開(kāi)關(guān)器件,控制充電的通斷,為了充電安全,往往會(huì)在電路中增加電流檢測(cè)以監(jiān)測(cè)充電過(guò)程中電流的變化,實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)、空載保護(hù)、充滿(mǎn)自停等,常見(jiàn)的電流檢測(cè)方法有:電阻采樣、電流互感器采樣、霍爾元件采樣,一般情況多采樣電阻采樣。


通訊方面搭配了4G模塊和NFC模塊,主控芯片通過(guò)UART與4G模塊通信,連接到后臺(tái)的充電管理系統(tǒng),將實(shí)時(shí)的充電狀態(tài)同步到后臺(tái),也可在APP上操作,遠(yuǎn)程控制充電的開(kāi)啟和停止。同時(shí)也支持NFC刷卡,通過(guò)SPI快速檢卡,識(shí)別持卡用戶(hù),認(rèn)證成功后進(jìn)行扣費(fèi)開(kāi)啟充電。

BMS(電池管理系統(tǒng))主要是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預(yù)測(cè)電池的剩余電量(SOC)和相應(yīng)的剩余行駛里程,進(jìn)行電池管理以避免電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)熱和單節(jié)電池電壓不平衡的現(xiàn)象,從而最大限度的發(fā)揮電池的循環(huán)壽命。系統(tǒng)預(yù)留了CAN接口,以便在充電過(guò)程中,BMS可將電池的充電參數(shù)(電壓、電流、SOC等信息)定時(shí)發(fā)送給充電機(jī),從而改變充電策略、為調(diào)整充電參數(shù)提供參考,在充電結(jié)束后,BMS將充電完成的信息通過(guò)CAN總線(xiàn)發(fā)送至充電機(jī),從而切斷電源,完成充電。



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