典型吸尘器/扫地机器人的BMS拓扑

近年来，无绳吸尘器和扫地机器人越来越受欢迎，给人们的生活带来了极大的便利。电池组作为吸尘器和扫地机器人的核心部件，不仅关系到产品的使用体验，也关系到用户的生命安全，因此需要特别关注。

目前，无绳吸尘器的电池组主要是7串电池，有时是5串或6串。目前扫地机器人的电池组为4串。根据不同的需求，吸尘器/扫地机器人电池组的BMS拓扑可以分为三类：电表型、模拟前端MCU型和硬件保护型。分别介绍了以下三种BMS拓扑和相应的TI产品。

1.电表类型如图1所示是电表类型BMS的拓扑图。只有电表的单片机，结合电流采样电阻和保护开关组成电池组。该方案的优点是可以用单片机来计算电量，监控和保护电池。

图1。电表BMS拓扑

图1使用的电表是BQ40Z80。电表支持2-6s电池组，采用TI独有的阻抗跟踪算法，用电精度可达1%，可跟踪电池的老化情况，即使电池老化，仍能保证较高的用电精度。BQ40Z80集成过压欠压、过流、短路、过温、欠温等20种保护功能，全方位保护电池。集成的高端驱动器可以确保电表即使在触发保护后仍能与主机通信。此外，BQ40Z80还集成了内部平衡电路，保证了不同电池之间的电量平衡，延长了设备的整体电池寿命，增强了用户体验。

另外，对于4串电池组，也可以使用BQ40Z50，支持2-4s，功能与BQ40Z80类似。感兴趣的读者可以在TI官网找到完整的产品信息，这里不再赘述。

2.模拟前端MCU类型图2为模拟前端MCU类型BMS的拓扑图。这种拓扑结构类似于电表，只是电表被模拟前端和MCU取代。与电表的拓扑结构相比，该方案不再具有电量计算功能，但仍可以通过MCU结合电压、电流采样数据进行电量计算，电量的准确性取决于采样精度和电量算法。

图2。模拟前端AFE楼宇管理系统拓扑

图2中使用的模拟前端为BQ76942，支持3-10s应用。BQ76942还集成了过压、欠压、过流、短路、过温、欠温等多种保护功能，可以全方位保护电池。的集成高端驱动可以确保即使在触发保护后，它仍然可以与主机通信。此外，BQ76942还集成了内部平衡电路，保证了不同电池之间的电量平衡，延长了设备的整体电池寿命。对于低端保护方案，建议使用TI的BQ76930 (6-10s)和BQ76920 (3-5s)。当然也可以配合TI的高端驱动器BQ76200使用，实现高端保护。对于MCU，TI的430系列产品丰富，可以满足各种应用需求。由于本文主要针对模拟产品，在此不再赘述。

3.硬件保护类型图3显示了硬件保护的BMS的拓扑图。只有保护IC、电流采样电阻和保护开关组成电池组。这种方案的优点很明显：简单，价格低廉。但缺点同样明显：a .功能有限，只支持保护功能，保护值不可配置，灵活性差；b .不具备功率计算功能，主机需要额外的功率计算能力。因此，这种拓扑更适合低成本或主机端能力强的应用。

图3。硬件保护的楼宇管理系统拓扑

图3使用的保护IC为BQ77915，支持3-5s应用。对于5s及以上字符串的应用，可以级联使用多个BQ77915，可以支持

如果实际应用中不需要电池平衡，可以选择性价比更高的BQ77905。以上两种保护IC和TI都提供了不同配置的型号供客户选择。如果现有的机型还是不能满足实际应用的需求，可以联系相应的销售团队定制符合要求的产品。

此外，部分产品会对防护提出更高的要求，要求两级防护，进一步提高电池组的防护水平。对于需要二级防护的用户，建议使用TI的BQ7718系列产品。和BQ77915一样，TI提供了多种配置供用户选择，如果产品列表中没有合适的型号，也可以联系相应的销售团队进行定制。