两轮BMS 电源模式管理 (PMM) 详解

BMS 电源模式管理 (PMM) 详解

基于量产 60V BMS（STM32F0 + SH367306 AFE），拆解 PMM 五大系统模式的定义、切换逻辑与联动关系。

一、五大系统模式

PMM.h:45-52：

┌──────────┐ 上电 ──→│ kIdle │ 空闲模式 └────┬─────┘ │ ┌─────────────┼─────────────┐ │ 充电电流 │ 放电电流 │ 超时/欠压 ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────┐ │ kChg │ │ kDsg │ │ kSleep │ │ 充电模式 │ │ 放电模式 │ │ 休眠模式 │ └─────────┘ └─────────┘ └──────────┘ │ ┌──────────┐ │ kReset │ 复位模式 └──────────┘

充放电 MOS 是背靠背串联的，正常工作时（充电或放电）两个都闭合。只在保护触发时才单独关断——forbidCharge关充电 MOS，forbidDisCharge关放电 MOS。充电时放电 MOS 闭合可以减少体二极管导通损耗（MOSFET Rds(on) 远小于体二极管 Vf）。

二、模式切换逻辑

核心在kPMMMode_IdleModeM（PMM.c:256-297），只根据电流方向判断：

if(SystemCurrent<-500mA)→ kChg// 检测到充电电流if(SystemCurrent ≈0或 防打火中)→ kIdle// 维持空闲if(SystemCurrent>500mA)→ kDsg// 检测到放电电流

各模式内部也有返回空闲或切换到其他模式的逻辑：

kIdle ──→ 充电电流 ──→ kChg kIdle ──→ 放电电流 ──→ kDsg kIdle ──→ 超时+欠压 ─→ kSleep kChg ──→ 电流归零 500ms ─→ kIdle kChg ──→ 放电电流 ──────→ kDsg （拔充电器直接走） kDsg ──→ 电流归零 1s ────→ kIdle kDsg ──→ 充电电流 ──────→ kChg （插充电器直接走）

三、各模式详解

3.1 空闲模式 (kIdle)

系统的"大厅"——不上不下不充不放时都在这里。

内部还有一个四级子状态机管理防打火（PMM.c:33-39）：

kIdleInit → kIdleFirePrevent → kIdlePowerOn → 转 kDsg

同时在此模式下判断休眠条件：静置超时、单体欠压、单体超低压。

3.2 充电模式 (kChg)

充电电流触发，充电 MOS 和放电 MOS 均闭合。

进入后做的事：

• 满充检测：超过 3 分钟重置 Idle 子状态机
• 禁止充电/放电检查：FDR 故障标志位会强制关断对应 MOS
• 满充断开：收到BatFullChrgState == kFullChg时断开充电 MOS
• 退出：电流归零 500ms → kIdle；出现放电电流 → kDsg

3.3 放电模式 (kDsg)

放电电流触发，闭合充放电 MOS。

进入后做的事：

• 运行限流调节kPMMMode_CurLimitRegulate（占空比增减）
• 检测充电电流 → 切 kChg
• 检测电流归零 1s → 切 kIdle
• 禁止放电标志位强制关断放电 MOS

3.4 休眠模式 (kSleep)

全部 MOS 断开，MCU 低功耗。

四种触发类型（PMM.h:57）：

唤醒方式：休眠前 MCU 将唤醒源配置为 GPIO 边沿中断，然后进入 STOP 模式。唤醒后硬件复位，软件根据中断标志识别唤醒源：

各休眠类型的唤醒配置（PMM.c:709-743）：

超低压休眠（类型 3）是最极端的情况——电池电压已经低到不足以维持通信模块，所以关闭通信唤醒，只保留充电器插入这一条"救命"路径。

3.5 复位模式 (kReset)

强制全关 + 状态归零。

触发：上位机下发复位命令。所有 MOS 断开，内部计数器清零，回到kIdleInit。

3.6 存储模式（kIdle 下的子状态）

存储模式不是独立的 PMM 顶层模式，而是空闲模式下的低活动优化状态。MCU 仍在运行，MOS 同空闲模式，只是降低非必要操作的频率。进入后 4G 模组上报battery_state = 6。

进入条件（PMM.c:608-618）：空闲模式下满足全部四种条件且持续60 分钟——

if(SystemMode==kIdle&&循环次数>3// 电池已完整充放过至少 3 次&&无系统故障&&有密钥)// 防盗：无密钥不进存储{if(StoreMode_Cnt>=60分钟)BmsStoreMode_flg=1;}

进入后的变化：

与休眠模式 (kSleep) 的区别：

设计意图：电池长期放在仓库或柜子里不用时，没必要每 10 分钟写 Flash 浪费寿命，把存储间隔拉到 2 小时就够了。用户一取用，立退恢复正常。

四、对外的 SystemStatus

PMM 内部用SystemMode做状态机，对外用SystemStatus上报（PMM.h:19-24）：

kPMMIdle=0// 空闲kPMMChging=1// 充电中kPMMDsging=2// 放电中

SystemStatus被 LED 指示灯、4G 模块、Modbus 寄存器使用，告知外部"电池在干什么"。它和内部SystemMode不是一一对应——比如在kIdle里跑防打火子状态机，对外仍报kPMMIdle。

五、工厂模式 vs 运营模式

这不是 PMM 的系统模式，而是 EEPROM 中FuncConfig2.FactoryMode的一个配置位，影响多个模块的行为：

由上位机在生产线下线时写入，出厂前置 0。三处行为差异：

本质：生产线上做下线检测时，防盗、限流这些保护逻辑不能干扰测试流程。出厂前把标志位从 1 改成 0，电池才进入正常运营状态。

本文基于量产 BMS 代码分析。