再谈BMS外置均衡与内置均衡方案的选择
在2019年的五一前，写过一篇关于均衡电路的文章（聊聊AFE的均衡功能电路），两年过去了，对于均衡电路的选择有了些新的认知，这次再总结下。
这次想探讨的主题是当下外置均衡与内置均衡方案的选择。先简单聊一下AFE目前的产品近况，业界几大主流厂家的主要AFE方案如下表，可能不完全准确，但是也差不多了；看这些AFE的产品路线图，主流都集中在14s左右，后面还向更高串数发展，而且新品都是力推内置均衡方案的。
目前市面上面的BMS产品，基本都是被动均衡方案；其中内置均衡与外置均衡方案二者都存在，具体谁多谁少前几天在公 众号做了调研，大概有400多水友投票，结果是内置均衡比例最高。
当下新设计大都选择了内置均衡方案，例如下图中的国产MODEL 3采样板。
外置均衡在几年前的设计中更多些，例如下图中的MODEL S的采样板。
国内BMS产品的例子就更多了，下图为B公司的某款采样板，用的是外置均衡方案。
相比内置均衡，外置均衡的电流可以做到很高；但实际中我统计过各BMS厂家所选取的均衡电阻，单通道等效阻值都在30Ω~80Ω之间，这样按照单体电压4.3V计算，实际的均衡电流大小是54mA~143mA；一般AFE内部均衡MOS可以通过的电流在200mA~300mA之间，这样看来内置均衡方案是可以满足一般需求的。（下图来源于NXP的MC33771C）
至于说功能安全，它作为BMS产品的亮点来讲，新方案如果做不到安全目标ASIL C等级，都不好意思去客户那里讲PPT。而且很多AFE的安全机制的实现方案是与内置均衡方案挂钩的，例如ADI的6815，如下图所示：AFE内部的ADC不仅可以通过(Cn~Cn-1)来检测电压，还可以通过(Sn~Sn-1)来做备份采样；如果使用外部均衡方案，相关的安全机制是实现不了的，直接出现了单点故障。
成本简单来讲，外置均衡更贵毋庸置疑：每个通道多了一个MOS开关、两个普通电阻，甚至还要加一个稳压二极管，如下图（来自ADI官网），粗略估计单通道要增加2~4毛钱左右的成本。
除了AFE自身不支持内置均衡这个理由外，目前选用外置均衡最大的优势就是抗浪涌性能要优于内置均衡方案；下图为内置均衡的电路方案，其均衡引脚Sn外部只经过几十欧姆的均衡电阻就直接连到了电芯处，而Cn线上面的串阻会达到几百欧姆，所以Sn引脚会相对更容易被浪涌损坏。
但是如果采用外置均衡方案，如下图所示，Sn引脚就被3.3KΩ电阻与PMOS隔离了一下，要比上面的耐受性能提高很多。
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首次发布时间：2023-08-26
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