一、概 述

目前，随着市场对于轻便两轮车的需求增加，锂电池在电动两轮车动力系统中的普及率也进一步提升。对于电池系统的智能化、自动化控制，以及对电池系统的实时状态监测显得越来越重要。

即将在2026实施的新欧标要求从物理安全、环境耐受性、情境模拟、电气安全以及系统保护等五个维度对电动两轮车动力系统进行全面评估。测试项目包括机械测试（如振动、冲击、跌落）、环境测试（如结露、温度变化）、模拟车辆事故测试（如挤压、浸水、燃烧）、电气测试（如短路、接触电流）以及系统功能测试（如过充保护、散热失效）。通过这些严格测试的筛选，电池在各种极端条件下的安全性和稳定性将得到保障‌。此外新欧标还要求电池管理系统（BMS）具备多种功能，能够实时读取电池状态，监控电池使用状况，从而保护电池系统，延长电池使用寿命。

晶华微依托自主研发的两款17串AFE模拟前端芯片，SDM91117/SDM91217，搭建多款电动两轮车与电动三轮车BMS保护板方案，可满足客户从10串、13串、15串、16串以及17串的不同需求场景，覆盖新欧标、美标等行业全新标准。

13串新欧标电动两轮车保护板方案

10-17串两轮车应用框图

从上图可以看出，电动两轮车的BMS主要分为以下几个部分：

1.电池信息采集，保护电路；

2.MCU控制部分，包含SOC、SOH等算法；

3.充放电功率通路；

4.通信电路。

二、方案功能介绍

1. 电池信息采集，保护电路

此电路包含单体电池采集使用的模拟前端AFE，内部集成MOS控制驱动电路，AFE通过采集电芯的电压、电流和温度，在过压、欠压、欠温、过流或短路的情况下控制充放电MOS关断，实现电池保护。AFE内部集成均衡电路，也可以外加均衡电路实现均衡电流调节。

2. MCU控制部分

MCU通过I²C和模拟前端AFE通信，获取模拟前端读取到的电压、电流、温度等信息，通过MCU将模拟前端的V、I、T等信息并结合电池充放电模型计算出SoC和SOH。在电池信息异常上报并智能控制AFE实现充放电管理。

3. 充放电功率通路

AFE内部集成NMOS低边驱动，也可以外挂高边驱动电路。

4. 通信传感

为了方便用户实时了解电动车电池包的电压、电流、温度等情况，BMS集成蓝牙/WiFi通信电路或者是RS-485，通过蓝牙/WiFi可以将电池信息实时同步到用户手机端。

综上所述，晶华微电动两轮车BMS方案包含模拟前端的信息采集、保护电路、MCU SoC计算，充放电功率通路和可选的BT/WiFi通信和RS-485通信。该BMS方案将电池组单体电压、电流、温度进行实时监控并上报用户，并根据用户设定的保护参数进行自我控制，在电池组工作异常的情况下及时关断充放电。该方案通用性比较强，可以根据用户需求，在10~17串范围内电池串数，采用低边驱动同口设计方案，充放电电流高达60-80A，兼容NCM、LFP等锂电池。

三、方案特点

方案特点电池参数检测：检测电池总电压、电流、单体电压、温度；

电池状态估计：SoC、SOH、容量统计；

故障诊断、告警保护：电池过欠压、过欠温、过流短路、采集故障等告警保护；

充放电控制、均衡管理：智能控制电池充放电、充电均衡；

数据存储：参数修改、故障现场数据存储和读取、固件更新；

通信控制：通信方式有CAN、RS485，可以和上位机、负载设备、充电机、显示设备、4G模块、蓝牙模块等通信。

四、方案选型

SDM91217 7~17节锂电池组BMS前端芯片

电压测量±2mV@25℃，全温范围小于±10mV；

16 位 Sigma-Delta ADC，所有电压的测试周期最短为25ms；

20 位 Sigma-Delta ADC，专门用于电流测量，可编程数字滤波；

支持最高 400kHz 的 I²C 通信；

低功耗：关断模式 2uA，休眠模式 22uA，深度休眠模式 5uA，测量模式 150uA；

BUS-BAR 功能；

内置独立看门狗功能；

超高 ESD 防护能力，HBM ±4kV；

须搭配 MCU 使用。

SDM91117-10~17节锂电池组BMS前端芯片

电压测量 ±5mV@25℃，全温范围内小于±15mV；

支持最高 400kHz 的 I²C 通信；

低功耗：关断模式最低电流为 9uA，睡眠模式电流为 65uA，测量模式电流为 125uA；

EEPROM 可设置过压、欠压、过流、过温等一、二级保护阈值；

二次过充电保护功能；

内置可提供 30mA 电流的均衡开关，同时支持外部均衡开关扩展，实现内部自动奇偶均衡；

可独立运行各种保护，无需 MCU 参与；

可配置库仑积分功能，实现电量累计；

指示每串电芯状态及内置看门狗功能。