【文章內容簡介】 驗驗證等。 管理系統(tǒng)（ BMS）主要有以下幾部分組成：數(shù)據(jù)采集單元（采集模塊）、中央處理單元（主控模塊 ）、顯示單元、均衡單元檢測部件（電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、漏電檢測）、控制部件（熔斷裝置、繼電器）等組成。中央處理單元由高壓控制回路、主控板等組成，數(shù)據(jù)采集單元有溫度采集模塊、電壓采集模塊等組成，大部分將均衡模塊與檢測模塊設計在一起，顯示單元由顯示板、液晶屏、鍵盤及上位機組成。一般采用 CAN 現(xiàn)場總線技術實現(xiàn)相互間的信息通訊。 BMS 的主要工作原理可簡單歸納為：首先數(shù)據(jù)采集電路采集電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，再由電子控制單元進行數(shù)據(jù)處理和分析，再根據(jù)分析結果對系統(tǒng)內的相關功能模塊發(fā)出控制指令，向外界傳遞信息。 第 9 頁 共 22 頁 第三章 電池管理系統(tǒng)的設計 電池管理系統(tǒng)開發(fā)目標 電池組的管理包括對電池充放電時的電流、電壓、放電深度、再生制動反饋的電流、電池組的自放電率、電池的溫度等進行控制。因為個別電池性能變化后，影響到整個電池組的性能，所以需要用電池管理系統(tǒng)對整個電池組和電池組每個個別電池進行監(jiān)控，保持各個電池間的一致性。 技術指標 電池管理系統(tǒng)技術指標 和要求 見下表所示： 編號 項目 參數(shù)和要求 1. 電池類型 磷酸鐵鋰離子電池 2. 布置方式 分布式 3. 電壓采樣通道 100S 4. 從板數(shù)量 ≤ 4 5. 預充電時間 ﹤ 1S 6. 單體電池電壓檢測范圍 0~5V 7. 單體電池電壓采樣精度 177。10mV （ 25V） 8. 單體電池電壓采樣頻率 30mS 9. 總電壓測量范圍 50V— 600V 10. 電壓采樣周期 200 mS 11. 總電壓檢測精度 %FSR 12. 溫度測量范圍 40~120℃ 13. 溫度檢測精度 177。1 ℃ 14. 電流測量范圍 300A~+300A 15. 電流采樣周期 16. 電流檢測精度 1%FSR 17. 電流零漂值 177。 18. SOC 估算精度 8% 19. SOH 估算精 度 4% 20. 外部 CAN 通道 2 個 第 10 頁 共 22 頁 21. 均衡功能 無 22. BMS 工作溫度范圍 25℃～ 85℃ 23. BMS 工作電壓范圍 8V～ 18V 24. BMS 控制板功耗 ≤ 4W 功能要求 （ 1）數(shù)據(jù)采集 定時采集電池組電壓、動力母線電壓、電池單體電壓、動力母線電流、電池箱體各測試點溫度、電池組冷卻風道進風、出風口溫度以及電池組正負極絕緣電阻，作為系統(tǒng)控制的參數(shù)依據(jù)。 （ 2）電池 SOC計算 SOC告訴駕駛員電池組剩余多少電量，還可以行駛多少里程； （ 3）電池 SOH計算 SOH告訴駕駛員電池組當前的健 康狀態(tài)及使用壽命。 （ 4）電池組熱管理 對于大功率放電和高溫條件下使用的電池，電池的熱管理尤為必要。熱管理的功能是使電池單體溫度均衡，并保持在合理范圍內，對高溫電池進行冷卻，對低溫電池進行加熱。 （ 5）電池組安全管理 實時監(jiān)視電池電壓、電流、溫度、電池正負極動力母線絕緣電阻是否超過正常范圍，防止電池系統(tǒng)過充、過放、過流、短路、絕緣失效（小于 500Ω/V ）等，特別是防止個別電池單體過放電，在必要時切斷系統(tǒng)電路，保證整個系統(tǒng)的安全。 （ 6）電池組能量管理 以電流、電壓、溫度、 SOC為輸入，控制電池充電過程；以 SOC和溫度控制放電電流；電池單體之間存在差異，電池組的工作狀態(tài)是由最差電池單體而決定的。在電池組各個電池之間設置均衡電路使各個電池充放電的工作情況盡量一致。 （ 7） CAN通信功能 電池管理系統(tǒng)具備兩路 CAN通訊能力，一路 CAN與車載充電器、快速充電機、電機控制器、儀表控制器、標定接口通訊，另一路 CAN與 BMS從機通訊，獲得較高的可靠性。根據(jù)應用需要，進行數(shù)據(jù)交換，滿足實時監(jiān)測和控制要求 （ 8）自檢和診斷功能 第 11 頁 共 22 頁 當系統(tǒng)中某個傳感器或者線路出現(xiàn)故障，系統(tǒng)應該能夠辨識并提醒駕駛員。 電池管理系統(tǒng)架構及原理 電池管理系統(tǒng)構架如下圖所示： BMS 主板車載充電器組合儀表 整車控制器電機控制器BMS 高壓板BMS 從板 1 （ 40 S ） BMS 從板 2 （ 5 5 S ）維修開關B MS 內部 CANLB MS 內部 CANHBD U電池總正電池總負電池總壓電池電流控制信號B MS 外部 CAN 1 _ LB MS 外部 CAN 1 _ H監(jiān)控 、 標定和程序刷新接口B MS 外部 CAN 2 _ LB MS 外部 CAN 2 _ H電機 圖 1 BMS構架圖 電池管理系統(tǒng)架構如圖 8所示，采用 1 塊主板、一塊高壓板、兩塊從板；主板負責 SOC、 SOH估算、系統(tǒng)級安全控制、以及對內對外數(shù)據(jù)處理等；高壓板負責電池組電壓、絕緣電阻測量以及電流的采樣；兩個從板分別采樣 40S和 55S電池單體電壓、電池單體溫度以及風機的控制。 電池管理系統(tǒng)原理如下圖所示： 第 12 頁 共 22 頁 B M S 從 板 2F u s eF u s eP r e C R e l a yP _ M a i n R e l a yN _ M a i n R e l a yH e a t R e l a yFuseA _ S e n s o rB C _ S I _ NB C _ S I _ NH V B H V B +F r o m I n t e r n a l C A NH V P +H V P P r e C _ RH V P _ R e l a y _ D r v H V P r e C _ R e l a y _ D r v H V P T C _ R e l a y _ D r v H V N _ R e l a y _ D r v B M S _ P o w e rI G _ O nG N DI G _ O nV C UV C U _ F a i lB M S S DB M S FS A F E L I N EC A N _ HC A N _ LC A N _ S h i e l dV C U FB M S _ F a i lB M S _ S h u t d o w nS A F E L I N EE X _ C A N _ HE X _ C A N _ LE X _ C A N _ S h i e l dB D UH M UB C UC h a r g e rC h a r g e _ G n dC A N _ HC A N _ LC A N _ S h i e l dP C UC A N _ HC A N _ LC A N _ S h i e l dS A F E L I N EI n _ C A N _ HB M U _ P o w e r +I n _ C A N _ S h i e l dI n _ C A N _ LB M U _ P o w e r B M U _ P o w e r +B M U _ P o w e r I n _ C A N _ HI n _ C A N _ S h i e l dI n _ C A N _ LS S OC h a r g e _ c cC h a r g e _ c c 1C h a r g e _ c pC h a r g e _ c p 1H V C H A R G E _ R e l a y _ D r v B M S _ P o w e rC o o l i n g F a nH i g hL o wF a n H R e l a yF a n L R e l a yF a n _ LF a n _ HC h a r g e _ K e y 1整 車 接 口H V D C D C _ R e l a y _ D r v K _ S 2D C D C R e l a yB M S 從 板 1●●●●●●S _ C A N HC H A S S I S 1 2 VC A N _ S h i e l dS _ C A N LC H A S S I S G N DS _ C A N HC A N _ S h i e l dS _ C A N LV B 1V B 0V B 5 5V B 3V B 5 4V B 5 3●●●●●●S _ C A N HC H A S S I S 1 2 VC A N _ S h i e l dS _ C A N LC H A S S I S G N DS _ C A N HC A N _ S h i e l dS