|
BMS的硬件拓撲 BMS的電氣架構 BMS的功能 BMS的總壓采集（主板功能） BMS的電流采集（主板功能） BMS的電芯電壓和溫度采集（從板功能） BMS的SOC、SOP和SOH（ASW計算） BSM的絕緣檢測 BSM的充電管理 均衡管理 國標數(shù)據上傳
BMS組成 BMS中常見縮寫解釋
BMS是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶,，對于新能源汽車來說,，電池是既基礎又核心的部件，汽車的各個部件均依靠電池來供電,。 電池包一般是由電池模組,、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)（BMS）,、電氣系統(tǒng)及結構件組成,，其中電池模組是由多個電芯組成。
 電池包的成組方式有：先串后并和先并后串,。
| 先串聯(lián)后并聯(lián) | 先并聯(lián)后串聯(lián) |
|---|
| 優(yōu)勢 | 1. BMS可以監(jiān)控每個電芯的電壓
2. 成組時高壓連接簡單 | 1. BMS電壓采樣通道少,，成本低
2. 減小了電芯容量差異性對成組的影響 | | 劣勢 | 1. BMS電壓采樣通道多，成本高
2. 電芯不一致,，各支路電流不均衡,，導致SOC計算不準、電池衰老不同步 | 1. 無法監(jiān)控到每個電芯的電壓
2. 成組時連接復雜 |
一般來說,，電動汽車是靠由一個個的單體電芯串聯(lián)而組成的電池包來供電,，通常單體電芯的數(shù)目能達到上百個。 而BMS（Battery Management System,即電池管理系統(tǒng)） 就是專門針對電動汽車鋰電池的管理系統(tǒng),。 BMS的硬件拓撲BMS的硬件拓撲架構分為集中式與分布式兩種類型,。 集中式： 將所有電氣部件集中在一塊板子上。這種硬件架構優(yōu)點是電路設計簡單,，成本低,；缺點是單體采樣的線束比較長，采樣壓降不一,，采樣線束設計復雜,，采樣通道數(shù)有限,，適用于較小的電池包,。 分布式： 分布式硬件架構包括主板和從板。這種硬件架構優(yōu)點是采樣線束距離均勻,；缺點是成本較高,，需要額外的芯片將各個模塊的信息整個發(fā)送給BMS主板。 
BMS的電氣架構
主正繼電器內側電壓VA 主保險絲外側電壓V1 主正繼電器外側電壓VC 主負繼電器外側電壓VG 快充正繼電器外側電壓VD 快充負繼電器外側電壓V3
BMS的功能BMS的目的,，主要就是為了能夠提高電池的利用率,，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電,，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài),。 BMS的主要功能包括：電池物理參數(shù)實時監(jiān)測,；電池狀態(tài)估計；在線診斷與預警,；充,、放電與預充控制；均衡管理和熱管理等,。 
BMS的總壓采集（主板功能）通常,，BMS采用分壓電路測各節(jié)點相對于GND的電壓。用于診斷保險絲和繼電器的連通狀態(tài),。 BMS的電流采集（主板功能）電流采集通常有兩種,，一種是霍爾傳感器，一種是分流器,。 BMS的電芯電壓和溫度采集（從板功能）以先并后串為例,，電池包由許多的單體電芯組成，將 X 個單體電芯并聯(lián)稱為一并,，然后將 Y 并串聯(lián)組成一個電池包,。 BMS的電芯電壓采集，實際上是以并為單位進行采集,，電池包有多少并電池就有多少采集點,。 BMS的電芯溫度采集，通常是采集一定范圍內的溫度,，所以采集點相對電壓較少,，只有幾個。 現(xiàn)在從板通常使用菊花鏈技術,，完成電壓和溫度的采集,。 BMS的SOC、SOP和SOH（ASW計算）SOC即電池組的電池剩余電量,，保證SOC維持在合理的范圍內,，防止由于過充電或過放電對電池的損傷非常重要。
計算SOC的SOC算法通常需要電池組的最大可用容量和總線電流,。 SOP即電池的功率狀態(tài),，包括最大允許的充電功率和最大允許的放電功率。
計算SOP需要電池的SOC和溫度,。 SOH即電池的健康狀態(tài),，它包括兩部分：安時容量和功率的變化。
一般認為：當安時容量衰減20%或者輸出功率衰減25%時,，電池的壽命就到了,。
功率的變化更為重要這是因為電池的安時容量比較小,，可以供應的功率有限尤其是在低溫。 BSM的絕緣檢測絕緣檢測的目的：檢測電池包的正極對殼體和負極對殼體的絕緣阻值,，防止電池包漏電導致安全事故發(fā)生,。 BSM的充電管理充電方式分為：快充和慢充 AC交流充電（慢充）：采用交流車載充電機對電池系統(tǒng)進行充電 DC直流充電（快充）：采用外部直流充電樁對電池系統(tǒng)進行充電 均衡管理電池組內均衡的方式分為兩種：被動均衡和主動均衡。
 國標數(shù)據上傳數(shù)據上傳路徑：
上傳內容：
 BMS組成BMS是電池包關鍵的零部件,，與VCU類似,，部分由硬件電路、底層軟件和應用層軟件組成,。 在分布式架構中,，BMS硬件由主板(BCU)和從板(BMU)兩部分組成， 從版安裝于模組內部,，用于檢測單體電壓,、電流和均衡控制；主板安裝位置比較靈活,，用于繼電器控制,、荷電狀態(tài)值(SOC)估計和電氣傷害保護等。 底層軟件架構符合AUTOSAR標準,， 模塊化開發(fā)容易實現(xiàn)擴展和移植,，提高開發(fā)效率。 應用層軟件是BMS的控制,，包括電池保護,、電氣傷害保護、故障診斷管理,、熱管理,、繼電器控制、從板控制,、均衡控制,、SOC估計和通訊管理等模塊， 應用層軟件架構如下圖所示：
 BMS中常見縮寫解釋| 縮寫 | 全稱 | 描述 | 備注 |
|---|
| BMS | Battery Management System | 電池組管理系統(tǒng) | 檢測電池在充放電等使用過程中的電壓,、電流,、溫度、容量,、甚至其他環(huán)境參數(shù)在安全范圍內,，保證電池使用安全，再提高使用壽命,、提高效率等作用,。 | | BMC | Battery Management Control | 電池管理控制 | 在新能源汽車領域一般稱其為BMS電池管理系統(tǒng) | | BMU | Battery Management Unit | 電池管理單元 | 具有包括電壓監(jiān)測,、電流監(jiān)測,、溫度監(jiān)測,、絕緣監(jiān)測和繼電器狀態(tài)監(jiān)測等功能；自動平衡電池容量,，提供隔離的CAN通信接口,，為BMS提供電壓、溫度,、監(jiān)控和報警信息,。
鋰電池組的電池監(jiān)控、管理和均衡可以實時檢測電池組中所有單體電池的電壓,、總電流,、總電壓、環(huán)境溫度等參數(shù),。
有些地方稱之為主板,，有些地方稱之為從板。 | | BCU | Battery Control Unit | 電池控制單元 | 同BMU,；
有些地方稱之為主板 | | BIC | Battery Information Collector | 動力電池組信息采集器 | 插電式混合動力汽車的動力電池是由多個單體電池串聯(lián)成電池組,，供車輛以純電動模式行駛。
BIC的主要功能是電壓采樣,、溫度采樣,、電池均衡、采樣線異常檢測等,。
有些地方稱之為從板,。 | | BCM | body control module | 車身控制模塊 | 控制汽車車身用電器。 | | VCU | Vehicle Control Unit | 整車控制器 | VCU作為新能源車中央控制單元,，是整個控制系統(tǒng)的核心,。
VCU采集電機及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號,、制動踏板信號,、執(zhí)行器及傳感器信號，根據駕駛員的意圖,，控制下層各部件的動作,。 | | DCU | Domain Control Unit | 域控制器 | 域控制器通常具有強大的核心處理器，集成多個ECU,，集成更多的核心功能模塊,。如：BMS+電機+VCU，可以稱為動力域 | | MCU | Motor Control Unit | 電機控制器 | 將電池包供的直流電轉換成交流電,，驅動電機轉動,。 | | BDU | Battery Disconnect Unit | 電池斷路單元 | 電池包斷路單元，專為電池包內部設計，也是高壓配電盒的一種,。
BDU總成一般包含如下部件：
1,、系統(tǒng)主路接觸器，打開/切斷電池包主路直流電流,。
2,、預充繼電器，保護高壓電路免受系統(tǒng)上電時的瞬時大電流沖擊,。
3,、電流傳感器，用來測量和計算電池包容量,。 | | PDU | Power Distribution Unit | 電源分配單元 | 也就是機柜用電源分配插座,。
通過母排及線束將高壓元器件電連接，為新能源汽車高壓系統(tǒng)提供充放電控制,、高壓部件上電控制,、電路過載短路保護、高壓采樣,、低壓控制等功能等,，保護和監(jiān)控高壓系統(tǒng)的運行。 | | SOC | State of Charge | 電池的充電狀態(tài)(也稱剩余電量) | 代表電池使用一段時間或長時間保持后剩余的可放電電量與其充滿電后的電量之比,，通常百分比表示,。 | | SOP | State of Power | 電池的功率狀態(tài) | SOP（能提供功率的狀態(tài)）的精確估算可以最大限度地提高電池的利用效率。
根據電池當前及之前一段時間內的充放電狀態(tài),，估算電池的最大充放電能力,，包括：最大允許的充電功率和最大允許的放電功率。 | | SOH | State of Health | 電池的健康狀態(tài) | 它包括兩部分：安時容量和功率的變化,。
一般認為：當安時容量衰減20%或者輸出功率衰減25%時,，電池的壽命就到了。
功率的變化更為重要這是因為電池的安時容量比較小,，可以供應的功率有限尤其是在低溫,。 | | GW | Get Way | 網關控制器 | 網關控制器是整車電子電氣架構中的核心部件，其作為整車網絡的數(shù)據交互樞紐,，可將 CAN,、LIN、MOST,、FlexRay,、Ethernet 等網絡數(shù)據在不同網絡中進行路由。 | | TBOX | TelematicBOX | 一般指車聯(lián)網系統(tǒng)中的智能車載終端,，簡稱車載TBOX | 車聯(lián)網系統(tǒng)由主機,、車載TBOX,、手機APP、后臺系統(tǒng)四部分組成,。
1. 主機主要用于車內視聽娛樂和車輛信息顯示,；
2. 車載T-BOX主要用于與后臺系統(tǒng)和手機APP通信，實現(xiàn)手機APP的車輛信息顯示和控制,；
3. 用戶通過手機APP發(fā)送控制命令后，TSP后臺會向車載TBOX發(fā)送監(jiān)控請求指令,。
4. 車輛得到控制命令后,，通過CAN總線發(fā)送控制消息，實現(xiàn)對車輛的控制,，最終將操作結果反饋給用戶的手機APP,。 | | TSP | Telematics Service Provider | 汽車遠程服務提供商 | Telematics服務集合了位置服務、Gis服務和通信服務等現(xiàn)代計算機技術,，為車主和個人提供強大的服務：導航,、娛樂、資訊,、安防,、SNS、遠程保養(yǎng)的,。 |
作者：lodn2011 電池管理系統(tǒng)概述 |
