一、電動汽車電池管理系統的組成與結構

動力電池是新能源電動汽車的動力來源，為了安全和電池使用壽命考慮，新能源汽車回答在電池管理系統用于實時監控和管理電池，那么電池管理系統由哪些部分組成呢？

從硬(ying)件結構(gou)上，電池管理系統由傳(chuan)感(gan)器(qi)、控(kong)制器(qi)、執行器(qi)、高(gao)低壓(ya)線束等(deng)組成，從硬(ying)件結構(gou)上來看，它有(you)以(yi)下(xia)的功能模塊：

1、電池參數檢測（傳感器層）

包括電池系統總(zong)電壓、總(zong)電流、單(dan)體電池電壓檢(jian)(jian)測、溫(wen)度檢(jian)(jian)測、煙霧探(tan)測、絕緣(yuan)檢(jian)(jian)測、碰撞檢(jian)(jian)測等。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電(dian)池管理系(xi)統具備(bei)驅動接(jie)觸(chu)器(qi)的電(dian)路(lu)和(he)診斷(duan)(duan)接(jie)觸(chu)器(qi)各個(ge)高壓(ya)節點的實際狀態。電(dian)池管理最后手(shou)段是斷(duan)(duan)開接(jie)觸(chu)器(qi)，診斷(duan)(duan)到(dao)故(gu)障(zhang)后，根據(ju)故(gu)障(zhang)的危害(hai)(hai)來分級處(chu)理，并通過(guo)串行(xing)網絡通知整車控制(zhi)器(qi)進行(xing)有效處(chu)理，在極端(duan)情況下超過(guo)一定安(an)全閾值時，BMS也可以切斷(duan)(duan)主回路(lu)電(dian)源(yuan)，防止(zhi)違反電(dian)池安(an)全目標等對乘員產生傷害(hai)(hai)。

3、MCU計算核心

這部(bu)分是(shi)整(zheng)個電(dian)池管(guan)理系(xi)(xi)統(tong)的算法(fa)，這部(bu)分也(ye)是(shi)電(dian)池系(xi)(xi)統(tong)作為一個整(zheng)車控制器實現既定的功能安全目標最基礎的電(dian)路(lu)結構(gou)。

4、故障電路

這部(bu)分是(shi)(shi)有關整個電池管理(li)系統本身和(he)外部(bu)的(de)情(qing)況(kuang)的(de)處理(li)，包括故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)檢(jian)測、故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)類(lei)型判斷、故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)定位、故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)信息(xi)輸出等。故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)檢(jian)測是(shi)(shi)指通過采集到(dao)的(de)傳感(gan)器信號，采用診斷算法(fa)診斷故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)類(lei)型。

5、均衡電路

整(zheng)個電(dian)池系(xi)統的(de)(de)不一(yi)致(zhi)性直(zhi)接影響電(dian)池系(xi)統的(de)(de)實際可用容(rong)量(liang)，這個不一(yi)致(zhi)性會隨著時間進行(xing)累積。電(dian)池均衡電(dian)路和相應的(de)(de)控(kong)制算法，是(shi)根據單體電(dian)池信息，采(cai)用均衡方式，盡可能使電(dian)池組容(rong)量(liang)接近(jin)于最小(xiao)單體的(de)(de)容(rong)量(liang)。

6、電源管理電路和EMC抑制

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)管(guan)理系統(tong)(tong)從電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)模組和12V電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)上(shang)驅電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，通(tong)過(guo)合理的(de)保護電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路來管(guan)控不同(tong)節點的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源情況。由于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)(tong)處在(zai)(zai)一個高壓大電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)環境里(li)面(mian)，外(wai)部的(de)負載(zai)會導致在(zai)(zai)母線上(shang)會有大量(liang)(liang)的(de)暫態分(fen)量(liang)(liang)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)(tong)內部的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)管(guan)理系統(tong)(tong)需要具備(bei)好(hao)的(de)抗電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干擾(rao)能力，這(zhe)里(li)就要求在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源端，信號(hao)端具備(bei)良好(hao)的(de)布局(ju)和理。

7、網絡通訊和喚醒電路

電(dian)池(chi)管(guan)理系統是需(xu)要(yao)(yao)與整車動力(li)總(zong)成、車身(shen)網絡等整車網絡節點通(tong)信，也需(xu)要(yao)(yao)進(jin)行對應的網絡管(guan)理和(he)喚(huan)醒(xing)休眠管(guan)理。在整個(ge)電(dian)池(chi)壽命周期(qi)里面，需(xu)要(yao)(yao)完成刷寫配置、在線標定、監控、升(sheng)級維護等，一(yi)般電(dian)池(chi)管(guan)理系統包含多路串行通(tong)信網絡。

8、信息存儲單元

用(yong)于存儲關鍵數據(ju)，比如在(zai)整(zheng)個(ge)生命周期內客(ke)戶使用(yong)的情況，這部分(fen)核心(xin)內容是記錄(lu)電(dian)池(chi)系統超出預(yu)期的濫用(yong)數據(ju)的時間和頻次。

9、其他輔助電路

在實際的設計中會考慮(lv)加入時鐘模塊(kuai)等電(dian)路。

10、可選電路

在電(dian)(dian)池管理系(xi)統可以加(jia)入絕緣檢(jian)測電(dian)(dian)路等。

二、BMS電池管理系統的硬件架構包括哪些

BMS電池管理系統的一個相當復雜的系統，由多個部分組成，從硬件拓撲架構方面來看，電池管理系統的架構可分為兩類：

1、集中式

集中式(shi)硬(ying)件(jian)架構將(jiang)所有電氣部(bu)件(jian)集中在一塊板子上（包括單(dan)體電壓、單(dan)體溫度(du)的采(cai)樣(yang)(yang)(yang)芯片(pian)），采(cai)樣(yang)(yang)(yang)芯片(pian)與主芯片(pian)之間采(cai)用菊花鏈通(tong)訊，電路設計相對(dui)簡單(dan)，大(da)部(bu)分低(di)壓的HEV都是這(zhe)樣(yang)(yang)(yang)的結構。這(zhe)樣(yang)(yang)(yang)做(zuo)的優(you)點(dian)是相對(dui)而言比較(jiao)(jiao)簡單(dan)、成本降低(di)；缺點(dian)是單(dan)體采(cai)樣(yang)(yang)(yang)的線(xian)束比較(jiao)(jiao)長(chang)(chang)，導(dao)致采(cai)樣(yang)(yang)(yang)導(dao)線(xian)的設計較(jiao)(jiao)為(wei)復(fu)雜(za)，長(chang)(chang)線(xian)和短線(xian)在均衡的時候(hou)會導(dao)致額(e)外(wai)的電壓壓降，整個電池(chi)包的線(xian)束排布也相對(dui)麻(ma)煩，采(cai)樣(yang)(yang)(yang)通(tong)道(dao)數有限(xian)，適用于(yu)較(jiao)(jiao)小的電池(chi)包。

2、分布式

分布式硬(ying)件架構(gou)包括主板(ban)和(he)從板(ban)，其(qi)中主板(ban)為BMU，從板(ban)為各個(ge)(ge)CSC采樣(yang)芯片(pian)。這(zhe)種硬(ying)件架構(gou)優(you)點是(shi)可(ke)以將模組裝(zhuang)配的(de)過程簡化，采樣(yang)線(xian)束改動起來相對容易，線(xian)束距離均(jun)勻，不存在壓降不一的(de)問題；缺點是(shi)成本較高，需要額(e)外的(de)MCU、獨立的(de)CAN總線(xian)方(fang)式只(zhi)是(shi)將各個(ge)(ge)模塊(kuai)的(de)信息整個(ge)(ge)發送給(gei)BMS。