简介

BMS电池系统应用于智能化管理维护各个电池单元，可以监控电池的状态，防止电池过充电或过放电，从而延长电池的使用寿命，在电动汽车、储能系统、无人机、电动工具等领域使用广泛。
通过工业智能网关实现BMS电池系统的数据采集远程监控
BMS电池系统可以通过各种通信接口与外部设备连接，如监控系统、充电桩等，实现数据的传输和管理，以支持对电池组的远程监控和管理。因此，我们可以将其接入工业智能网关，从而实现BMS储能系统的数据采集和远程监控，更好的监测管理电池状态。
BMS综述

这是一套基于BQ76920/BQ76930电池监控芯片的电池管理系统（BMS）代码，用于管理一个4串锂离子电池组。以下是详细的中文分析：

代码概述

这套代码实现了一个完整的BMS解决方案，主要功能包括：

核心功能

• 电压监测：监控最多5节电池的单体电压
• 温度传感：通过热敏电阻监测电池温度
• 电流监测：测量充电/放电电流
• 保护功能：过压(OV)、欠压(UV)、过流(OC)、过温(OT)保护
• 均衡功能：支持电池单体间的主动均衡
• SOC估算：基于总电压的简单电量估算

关键数据结构

unsigned short Batteryval[50]; // 存储各种电池参数
unsigned short bat_1_val, bat_2_val, bat_3_val, bat_5_val; // 各单体电压值
float Tempval_1, Tempval_2; // 温度值
unsigned short charge_current; // 充电电流
int SOC; // 电量状态(0-100%)

保护机制

// 保护标志位
u8 OV_flag, UV_flag, OT_flag, OC_flag;

// 保护阈值
#define OVPThreshold  // 过压保护阈值
#define UVPThreshold  // 欠压保护阈值
// 过压: 4.15V, 欠压: 2.8V, 过流: 20-30A, 过温: 35°C

初始化配置

// BQ76920初始化寄存器配置
unsigned char BQ769_INITAdd[11] = {SYS_STAT, CELLBAL1, ...};
unsigned char BQ769_INITdata[11] = {0xFF, 0x00, 0x00, 0x18, 0x41, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x19};

主要功能模块

1. 电压采集

void Get_Battery1(void) // 采集第1节电池电压
void Get_Battery2(void) // 采集第2节电池电压
void Get_Battery3(void) // 采集第3节电池电压
void Get_Battery5(void) // 采集第5节电池电压

2. 温度采集

void Get_BQ1_1_Temp(void) // 采集温度传感器1
void Get_BQ1_2_Temp(void) // 采集温度传感器2

3. 电流采集

void Get_BQ_Current(void) // 采集充放电电流

4. 保护控制

void OV_UV_1_PROTECT(void)  // 过压欠压保护
void OCD_SCD_PROTECT(void)  // 过流/短路保护
void Only_Open_CHG(void)    // 仅开启充电
void Only_Close_CHG(void)   // 仅关闭充电
void Only_Open_DSG(void)    // 仅开启放电
void Only_Close_DSG(void)   // 仅关闭放电

5. 均衡控制

void Battery1_Balance(void) // 第1节电池均衡
// ... 其他电池均衡函数
void Cell_Balance(int Difference) // 自动均衡控制

工作流程

1. 初始化：配置BQ76920寄存器，设置保护参数
2. 数据采集：循环采集电压、温度、电流数据
3. 状态监测：检查各种保护条件
4. 保护动作：根据异常状态开启/关闭充放电MOSFET
5. 均衡控制：根据电压差异自动进行电池均衡

注意事项

1. 硬件连接：需要正确连接GPIOE10引脚用于唤醒控制
2. 电池配置：代码针对4串电池设计，但可采集5节电压
3. I2C通信：使用CRC校验确保通信可靠性
4. 热敏电阻：使用10kΩ NTC热敏电阻(B值3380)
5. 采样电阻：电流检测电阻为4mΩ

潜在改进点

1. SOC估算算法较为简单，可改用库仑计数法
2. 可增加故障记录功能
3. 可添加通信接口(如UART/CAN)与主机通信
4. 均衡算法可进一步优化，避免相邻电池同时均衡

这套代码提供了一个完整的BMS基础框架，可根据具体应用需求进行修改和扩展。

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BQ769x0芯片的通信问题

为什么电池1和电池5的电压不对？

您好，电池1和电池5的电压读数不对，这是一个在BQ769x0应用中非常经典和常见的问题。根本原因在于芯片的测量架构和采样顺序。

核心原因：芯片采样架构与"奇偶校验"

BQ76920/30使用一个多路复用器（MUX） 依次测量各个电芯电压。这个MUX在切换通道时，需要短暂的时间来稳定，否则就会测量到上一个通道的残留电压，导致串扰（Crosstalk）。

最关键的一点是：VC0（电池1）和 VC4（电池5）在采样序列中相邻。当MUX从VC0切换到VC1，或从VC4切换到VC3/VC5时，如果稳定时间不足，就会发生VC0和VC4的测量值相互干扰或干扰相邻通道的情况。

您代码中的采样顺序是：
VC0 (Bat1) -> VC1 (Bat2) -> VC2 (Bat3) -> ... -> VC4 (Bat5)
这个顺序恰恰让Bat1和Bat5处于最容易受到串扰的位置。

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具体排查和解决方案

请按照以下步骤排查，大概率能解决问题：

1. 检查并增加ADC采样延迟（最可能的原因）

这是最常见的解决方法。BQ76920有一个配置寄存器（ADCGAIN1）可以设置通道切换后的延迟时间。

• 根本原因：默认的延迟时间可能太短，MUX电压尚未稳定ADC就开始转换了。
• 解决方案：在初始化配置中，增加MUX的稳定延迟。查看数据手册中关于ADCGAIN1寄存器的 DELAY 位（ bit 1-0）。
  • 00 = 0 µs (默认)
  • 01 = 500 µs
  • 10 = 1000 µs
  • 11 = 2000 µs

修改您的初始化代码：

// 在BQ76920_config()函数中，找到配置ADCGAIN1的地方
// 将DELAY设置为至少500us或1ms。例如，设置為10 (1000µs)：
// 假设原始配置是0x19，我们需要修改低2位
// 0x19的二进制是 0001 1001，修改低2位为10（1000µs）： 0001 1010 -> 0x1A

unsigned char BQ769_INITdata[11] = {0xFF, 0x00, 0x00, 0x18, 0x41, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1A}; // 最后一位由0x19改为0x1A

请务必查阅您使用的芯片数据手册，确认ADCGAIN1寄存器的地址和位定义。

2. 优化软件采样顺序（软件策略）

修改您的Get_Update_Data()函数中的采样顺序，避免连续读取容易串扰的通道。

修改前（有问题）：

Get_Battery1(); // 读VC0
Get_Battery2(); // 紧接着读VC1 -> 容易对VC0造成干扰
Get_Battery3();
//Get_Battery4(); // 注释掉了
Get_Battery5(); // 读VC4 -> 如果之前是VC3，也可能有干扰

修改后（建议）：

// 先读所有偶数或奇数通道，再读另一边，中间插入延迟
Get_Battery2(); // 先读VC1
Get_Battery3(); // 再读VC2
delayus(500);   // 插入一个小的延迟，让MUX稳定
Get_Battery1(); // 然后读VC0
delayus(500);
Get_Battery5(); // 最后读VC4

// 或者先读中间的电芯，再读两端的
Get_Battery3();
Get_Battery2();
delayus(500);
Get_Battery1();
delayus(500);
Get_Battery5();

3. 检查硬件（排除物理连接问题）

• 平衡电路漏电：检查与Bat1和Bat5相连的平衡MOSFET（在BQ76920内部）或外围平衡电阻是否有轻微漏电或短路。
• PCB布局：检查电池采样线（VC0, VC4）的PCB走线是否离噪声源（如开关电源、MCU的时钟线）太近，被耦合了噪声。
• 滤波电容：确认在VC0-VSS和VC4-VC3之间是否按照数据手册推荐，连接了高质量的滤波电容（通常为100nF）。这个电容对稳定采样电压至关重要。

4. 验证计算公式和校准值

虽然可能性较小，但请再次确认您的电压计算公式和GAIN、ADC_offset值是否正确。

// 您的计算公式
batteryval1 = ((batteryval1 * GAIN) / 1000) + ADC_offset;

// 确认GAIN和ADC_offset的值在初始化时被正确计算和获取
void Get_offset(void) {
    // ... 这个函数必须被正确调用
}
// 确保BQ76920_config()中调用了Get_offset()

总结与建议的行动步骤

1. 首选方案：增加ADC采样延迟。修改ADCGAIN1寄存器的DELAY位，将其设置为500µs或1000µs。这是最有效的方法。
2. 辅助方案：调整软件采样顺序，在读取Bat1和Bat5前后插入短暂的延时(delayus(500))。
3. 硬件检查：确认Bat1和Bat5的滤波电容已正确焊接，且PCB布局没有受到干扰。
4. 验证：用万用表实际测量Bat1和Bat5的真实电压，与代码读取的值进行对比，确认是哪个值不准（是偏高、偏低还是波动很大），这有助于判断问题方向。

绝大多数情况下，第一步【增加ADC延迟】就能解决问题。 请您先尝试修改初始化代码中的ADCGAIN1配置。