一、概述

       在介紹 MC33772 的 BJB 方案之前，我們先來搞清楚“什麼是 BJB”？BJB 的英文全稱是“Battery Junction Box”，即電池接線盒，其作用有：

① 對電池模組充/放電電流的檢測；

② 充/放電接口等位置的高壓檢測；

③ 接觸器的絕緣檢測等。

       因此，BJB 方案會用到：電流採集和高電壓採集兩種接口，並且不會用到電池電壓採集和電池均衡接口。

       NXP 的 MC33772C 系列 AFE 中就有 2 個型號剛好滿足 BJB 的要求。NXP 官網的 MC33772C 型號對比如下圖所示：

圖 1. MC33772C 型號

       圖 1 中的 MC33772CTC0AE 和 MC33772CTC1AE 與其它型號相比，去掉了電池電壓採集、電池的 OV/UV 檢測、被動均衡等功能，然後保留了GPIO 、電流檢測以及電量計的功能。這樣的精減，恰好既可以滿足 BJB 的應用，又不會造成資源浪費。

 

二、基於 MC33772C 的 BJB 板

世平集團用 MC33772CTC0AE 做了一塊 BJB 採集板，其應用框圖如下圖所示。

圖 2. WPI 的 BJB 採集板（MC33772）

從圖 2 這個示意圖中，我們可以看出這塊 BJB 採集板主要採集 3 種模擬信號：

① SHUNT 電流

② SHUNT 溫度

③ 高壓側電壓

這塊 BJB 採集板有 2 個特點：

特點 1、 採用完全隔離的設計，包括高壓和低壓的隔離、電源隔離、通訊隔離。

        對於高壓和低壓的隔離，BJB 採集板的高壓檢測部分的電路採用光耦隔離 MOS 作為隔離型開關，用於控制高電壓採集。這種 MOS 可以採用 Toshiba 的 TLX9160T。它的隔離電壓達到 5000V。它的 MOS 在 OFF 狀態下，可以承受至少 1500V 的高壓，漏電流不超過 1uA。MOS 在 ON 狀態下，最大電流為 50mA，內阻為 250Ω。

        對於電源隔離，BJB 採集板採用一個隔離 DC/DC 電源模塊，其輸入電壓範圍是：4.5V~36V，輸出電壓是 12V。隔離電壓為 3000V。

對於通訊隔離，BJB 採集板採用變壓器隔離的菊花鏈通訊，隔離電壓為 4300V。

特點 2、 採用冗餘設計

       首先，這塊 BJB 採集板上有 2 顆 MC33772C，這兩顆 IC 的 ISP/ISN 同時接到了一個 SHUNT 上，可同時檢測 SHUNT 電流，作為電流冗餘檢測。

       其次，每顆 MC33772C 都預留有一個 IO 作為溫度檢測接口，兩個溫度傳感器可以一起檢測 SHUNT 的溫度，作為溫度冗餘檢測。

       然後，BMS 總線上的高壓點 B、C、D、E 可同時接到兩顆 MC33772C 的高壓檢測接口上，實現高壓冗餘檢測。

       另外，在菊花鏈通訊的設計中，採用了迴環設計。在前一個節點菊花鏈斷開，無法通訊的情況下，還可以通過反向通訊，從另一邊的菊花鏈與 MC33772C 建立聯繫。

 

三、總結

       基於 NXP MC33772 的 BJB 方案，充分考慮了 BJB 的應用場景中的高電壓、大電流的情況，採用完全隔離和冗餘設計。BJB 採集板在工業儲能和車載高壓 BMS 的應用中可以發揮非常大的作用。如果想了解更多，可以在下方評論區留言，或者發郵件給我們：atu.sh@wpi-group.com。

四、參考資料

1. NXP MC33772 介紹 https://www.nxp.com/products/power-management/battery-management/battery-cell-controllers/6-channel-li-ion-battery-cell-controller-ic:MC33772C。