汽车BMS的ESD防护方案

BMS是Battery Management System的缩写，称为电池管理系统，目前为新能源汽车核心部件，是一种用于监控和管理电池组状态的复杂系统，目的是智能化地管理和维护各个电池单元，从而防止电池出现过充电和过放电，延长电池使用寿命，并监控电池状态，确保电池在安全、高效的状态下运行。

BMS的主要功能

（1）电池参数监测

（2）荷电状态估算

（3）电池均衡管理

（4）故障诊断与保护

（5）充放电管理

（6）热管理

（7）通信与数据记录

（8）远程监控

BMS的系统架构

（1）主板：收集各从板的采样信息，控制BDU内继电器动作，实施监控电池的各项状态，通过低压接口与整车进行通讯；

（2）从板：监控模组的电压温度信息，并传输给主板；

（3）BDU：包含预充电路、总正继电器、总负继电器、快充继电器；

（4）高压控制板：实时监控着电池包的电压电流，还包含预充检测和绝缘监测功能。

BMS的每个功能模块由CAN总线来实现，CAN是控制器局域网，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络，CAN电路主要包括功能电路、控制器、CAN控制器、CAN收发器，其中CAN收发器负责逻辑电平和物理信号之间的转换。CAN总线里面还有RS-232接口，RS-232接口是串行通信的接口，是全双工通信，允许与其他设备进行数据传输，且是双向传输。

对于其复杂的电子系统，信号线和电源在汽车启动及运行中都极易受ESD脉冲影响，从而导致汽车指令响应延迟或中断，因此BMS系统的ESD防护很重要。对于CAN总线收发器接口，我们采用6AJ24A防护，对于RS通讯接口，我们采用SMAJ12A防护。

图 1电池包里的BMS

图 2CAN的结构

图 3CAN线的ESD防护

图 4RS通讯接口的ESD防护

产品参数表

以上介绍的是BMS中控制端的ESD防护，在BMS电气架构中，电机驱动采用了有源驱动器，能提高高频大功率应用时的效率和可靠性，车载充电涉及到充电接口，仪表盘会与外界接触，需确保其在恶劣环境下工作，所以电机驱动、车载充电和仪表盘也都需要ESD防护。

电机驱动我们采用TT1211MB防护，车载充电会有USB2.0、Type-C、无线接口，我们以USB2.0为例，USB2.0插座有4个引脚，分别是Vbus、D+、D-，对于Vbus我们采用TS0511LE防护，对于D+、D-采用TT0521SB防护，常见的仪表盘包括发动机转速表、车速里程表、燃油表。水温表、机油压力表，每个盘的电流电压传输特性不一样，但都注重输出的稳定和低功耗，所以要考虑低漏电流和快速响应的动态特性，以发动机转速表为例。我们也采用TT1211MB防护。

图 5BMS的电气结构

图 6电机驱动的ESD防护

图 7USB2.0的引脚示意

图 8USB2.0的ESD防护

图 9发动机转速表的ESD防护

产品参数表

总之，汽车BMS里的ESD防护是很重要的，需要重视起来，在未来，汽车可能实现的功能更多，电气结构会更加丰富，涉及到的电子元件更多，用到的ESD防护也会越来越多，所要求的特性也会不同，到时候就会要求ESD防护芯片更加多元以满足不同的需求。

晶扬电子|电路与系统保护专家

深圳市晶扬电子有限公司成立于2006年，是国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”科技企业，是多年专业从事IC设计、生产、销售及系统集成的IC DESIGN HOUSE，拥有百余项有效专利等知识产权。建成国内唯一的广东省ESD保护芯片工程技术研究中心，是业内著名的“电路与系统保护专家”。

主营产品:ESD、TVS、MOS管、DC-DC,LDO系列、霍尔传感器，高精度运放芯片，汽车音频功放芯片等。