对电池单体状态进行精确监控，CMU在BMS中的两个发展趋势

电子爱好者网报道(文章 / 在黄山明)储能系统中，BMS 它是主要用于信息管理和维护各种电池模块的核心部件之一，实时监控电池。 SOC、SOH 等待工作状态，避免电池本身或系统存在安全隐患，帮助储能电池安全、高效地使用。

而 CMU（Cell Monitoring Unit，单一监控单元)是 BMS 主要作用是监测电池的电压、电流、温度等主要参数，并将这些数据提供给电池。 BMU，唯有如此，BMS 为了实现对电池状态的分析，从而为电池管理提供决策依据。

CMU 在 BMS 中的作用

通常而言，CMU 主要负责电池状态监测、平衡控制、充放电管理等。工作原理包括电池电压和温度信号监测、系统继电器控制、报警信号导出等。

同时，CMU 还负责收集消防系统、温度控制系统、温湿度传感器水浸传感器等储能系统环境监控系统信息。，然后制定相应的温度控制策略，提高电池温度的一致性，实现储能系统各方面的消防预警、保护和联动，提供高度可靠的消防安全保障，从而有效预防、早期预防、有效隔离和保护安全问题。

一般，CMU 会依据 BMS 指令用于调节电池系统的主要继电器，如主开关、预充继电器等。，以确保电池与外部电路的安全连接或断开。当电池处于异常状态时，如电压过高 / 当温度过低，温度过高时，CMU 会触发报警信号，通知操作人员或外部系统采取措施。

在结构上，CMU 通常需要一个 MCU 通过隔离接口将模拟前端对电流、电压、温度等信号的采集进行调整， BMU，BMU 对电池组中所有电池的各种状态信息进行汇总，实现 SOC 估算、SOH 估算和热管理控制等功能。

而且随着储能系统开始向组串式和高压级联方案发起，CMU 放置位置和结构也会发生一些变化。例如，在串联储能系统中，电池组通常通过串联连接形成一个或多个电池串。每个电池串可以包含多个电池模块或电池模块。

CMU 一般位于每一个电池串周围，直接连接到每一个电池模块或模块。 CMU 对其电池串中的所有电池模块进行监控。

然而，在高压级联储能系统中，电池组被设计成多个单独的低压模块，这些单元通过级联的方式组合在一起，以达到所需的高压导出。CMU 它位于每个低压模块的内部或附近，负责监控模块中的所有电池模块，也可以集成在低压单元中。 BMS 模块中。

这类结构中，每一个低压模块都比较小，CMU 通道的数量可能会减少。并且 CMU 也许需要额外的功能，例如 DC-DC 转换器或逆变器的接口。

总体而言，随着储能系统性能要求的提高，CMU 电池平衡、热管理和和和 PCS、EMS 通信中的作用可能会变得更加重要。它们不仅需要提供准确的电池状态信息，还可以快速响应来自上层管理系统的控制指令，从而优化整个储能系统的运行。

CMU 两种发展趋势

在 CMU 在结构中，通常包括在内 MCU、AFE、温度传感器，电流检测放大器，隔离通信接口，PMIC、保护电路，存储器，晶振电路，协助传感器， CMU 一般来说，中心的核心仍然围绕着它。 MCU 和 AFE 该芯片负责监控电池单元的状态，并通过适当的接口和适当的接口进行监控。 BMS 其它部分通讯。

举例来说，大联大世平最近推出的一款 CMU，主要基于 NXP S32K118 和 MC33774 芯片是核心制造的。S32K118 作为 NXP 专门为通用汽车和高可靠性工业应用而设计 MCU，已通过了 AEC-Q100 认证，选用 Arm M0 主频为核心 并且有48MHz 25KB SRAM 和 256KB Flash。

AFE 芯片则采用 NXP 该芯片支持MC33774 4-18 串电池监测可测量高性能电压、温度和电流，电池电压检测精度可达到 ± 0.8mV，测量误差小于 2mV。

能看到，以 MCU 和 AFE 芯片是为核心而建造的 CMU 能保证对电池状态的准确监控，并提供高级控制和保护功能。MCU 是 CMU 负责接受和处理的大脑 AFE 数据，执行算法，并做出决定，例如启动或停止平衡过程，调整充电。 / 放电策略等。也可实现过压、欠压、过温等保护功能，确保电池在安全范围内运转。

而 AFE 对电池单元的电压和电流进行高精度监测，对电池状态进行精确评估尤为重要。AFE 温度传感器接口一般集成，可以监测电池单元的温度。并且 AFE 还支持电池模块间电压差的被动或主动平衡功能，延长电池寿命，集成隔离功能，减少干扰信号，提高系统整体安全性。

显然，MCU 和 AFE 共同协作，MCU 对数据处理、控制方法的制定和通信负责， AFE 然后致力于高精度的数据采集和电池单元的直接监控。

但是还有另外一种方案可以不需要 MCU，例如 TI 曾经推出过一个不需要解决的解决方案 MCU 即可实现 CMU 内部数据监控促进了系统设计的简化。并且更换了菊花链通信系统 CAN 总线，从而实现 CMU 它们之间的通讯。由于菊花链本身具有自身的隔离功能，可以进一步降低成本，提高可靠性。

此外，使用 FPGA 或 ASIC 由于其灵活性和可重装备性，可以提供另一种可行的替代方案，FPGA 与 ASIC 能直接实现许多原本的需求 MCU 数据收集、处理、充放电控制逻辑以及通信协议的实现等处理功能。

尽管 MCU 在储能 BMS 在系统中起着极其重要的作用，但是通过使用先进的集成电路、可编程逻辑设备等电子元器件，可以直接使用。 MCU 在这种情况下建造 CMU 模块。

总结

CMU 电压、电流、温度等关键参数都是通过对电池进行精确监测的， BMS 为保证电池组的安全、稳定、高效运行提供实时动态支持， BMS 其中不可缺少的重要环节。将来 CMU 预计电池状态的深度学习和预测将采用更先进的传感器技术和人工智能算法，与智能能源和可再生资源系统无缝集成，实现更灵活高效的能源管理，并朝着选择方向发展。 MCU 和非 MCU 向前迈进。

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