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(zu)成呢？

從硬件結(jie)構(gou)(gou)上(shang)，電池管理系統(tong)由傳感器(qi)、控制器(qi)、執(zhi)行器(qi)、高低壓線束等組成，從硬件結(jie)構(gou)(gou)上(shang)來看，它有(you)以下的(de)功(gong)能模塊：

1、電池參數檢測（傳感器層）

包括電(dian)池系統總電(dian)壓、總電(dian)流、單體電(dian)池電(dian)壓檢(jian)(jian)測(ce)、溫(wen)度檢(jian)(jian)測(ce)、煙霧探測(ce)、絕(jue)緣(yuan)檢(jian)(jian)測(ce)、碰撞檢(jian)(jian)測(ce)等(deng)。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電(dian)池(chi)管理系統具備驅(qu)動接觸(chu)(chu)器的電(dian)路(lu)和診斷接觸(chu)(chu)器各個高壓(ya)節點的實際(ji)狀態。電(dian)池(chi)管理最后手段是斷開接觸(chu)(chu)器，診斷到故(gu)障后，根據故(gu)障的危害來分(fen)級處(chu)(chu)理，并通(tong)過(guo)串(chuan)行(xing)網(wang)絡通(tong)知整車控(kong)制器進行(xing)有效處(chu)(chu)理，在極端情況下超過(guo)一定(ding)安全閾值(zhi)時，BMS也可以切斷主回路(lu)電(dian)源，防止違(wei)反電(dian)池(chi)安全目標等對乘員(yuan)產(chan)生傷害。

3、MCU計算核心

這(zhe)部分是整個(ge)電(dian)池管理系統的算(suan)法，這(zhe)部分也是電(dian)池系統作為一個(ge)整車控制器實現(xian)既定的功能安全目標最基(ji)礎(chu)的電(dian)路(lu)結構(gou)。

4、故障電路

這部(bu)分(fen)是(shi)有關整個電池管理系統本身和(he)外部(bu)的情況的處理，包括故(gu)(gu)障檢(jian)測(ce)、故(gu)(gu)障類型判(pan)斷、故(gu)(gu)障定(ding)位(wei)、故(gu)(gu)障信息(xi)輸(shu)出(chu)等。故(gu)(gu)障檢(jian)測(ce)是(shi)指(zhi)通過采(cai)集(ji)到的傳感器信號，采(cai)用診(zhen)(zhen)斷算法診(zhen)(zhen)斷故(gu)(gu)障類型。

5、均衡電路

整個電池(chi)(chi)系統的不(bu)一致性直接影響電池(chi)(chi)系統的實際可(ke)用(yong)容(rong)量，這(zhe)個不(bu)一致性會隨著時間(jian)進(jin)行累(lei)積。電池(chi)(chi)均衡(heng)電路和相應的控制算法，是根據單(dan)(dan)體(ti)電池(chi)(chi)信息，采用(yong)均衡(heng)方式，盡(jin)可(ke)能使(shi)電池(chi)(chi)組容(rong)量接近于最小(xiao)單(dan)(dan)體(ti)的容(rong)量。

6、電源管理電路和EMC抑制

電(dian)池(chi)(chi)管(guan)理(li)(li)系(xi)統從(cong)電(dian)池(chi)(chi)模組和(he)12V電(dian)池(chi)(chi)上驅電(dian)，通(tong)過(guo)合理(li)(li)的(de)(de)保護電(dian)路(lu)來(lai)管(guan)控不同節點的(de)(de)電(dian)源(yuan)情況(kuang)。由于電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統處在(zai)(zai)一個高(gao)壓大電(dian)流(liu)的(de)(de)環境里面，外部(bu)的(de)(de)負載會導(dao)致在(zai)(zai)母線(xian)上會有大量的(de)(de)暫(zan)態分量，在(zai)(zai)電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統內部(bu)的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)管(guan)理(li)(li)系(xi)統需要具備好的(de)(de)抗電(dian)磁(ci)干擾能力，這里就要求在(zai)(zai)電(dian)源(yuan)端，信號(hao)端具備良(liang)好的(de)(de)布局(ju)和(he)理(li)(li)。

7、網絡通訊和喚醒電路

電池(chi)管理系(xi)統是需(xu)要與(yu)整車動力總成(cheng)(cheng)、車身網(wang)絡(luo)等(deng)整車網(wang)絡(luo)節(jie)點通信，也需(xu)要進行對(dui)應的(de)網(wang)絡(luo)管理和喚醒休(xiu)眠管理。在整個電池(chi)壽(shou)命(ming)周期里面，需(xu)要完成(cheng)(cheng)刷(shua)寫配(pei)置、在線(xian)標定、監控、升級維護等(deng)，一般電池(chi)管理系(xi)統包含多路串行通信網(wang)絡(luo)。

8、信息存儲單元

用于存(cun)儲關鍵數據，比如在整個生命周期內(nei)客戶使用的情況，這部分核心內(nei)容是記錄電池(chi)系統超出預(yu)期的濫用數據的時間和頻次。

9、其他輔助電路

在實際的設計中會考(kao)慮加入時鐘模塊等電路。

10、可選電路

在電池管理系統可以加入絕(jue)緣檢測(ce)電路等。

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(jia)構(gou)可分為兩類：

1、集中式

集中(zhong)式硬件架構將所有電氣部(bu)件集中(zhong)在一塊板子(zi)上(shang)（包括單(dan)(dan)體電壓(ya)(ya)、單(dan)(dan)體溫度的(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)(yang)(yang)(yang)芯片(pian)），采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)(yang)(yang)(yang)芯片(pian)與主(zhu)芯片(pian)之(zhi)間采(cai)(cai)(cai)(cai)用菊花鏈通(tong)訊(xun)，電路(lu)設計相對(dui)(dui)(dui)簡(jian)(jian)單(dan)(dan)，大部(bu)分(fen)低(di)壓(ya)(ya)的(de)HEV都(dou)是這樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)結構。這樣(yang)(yang)(yang)(yang)做的(de)優點是相對(dui)(dui)(dui)而言比較(jiao)簡(jian)(jian)單(dan)(dan)、成本降(jiang)低(di)；缺點是單(dan)(dan)體采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)線(xian)束(shu)比較(jiao)長，導致采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)(yang)(yang)(yang)導線(xian)的(de)設計較(jiao)為復雜，長線(xian)和短(duan)線(xian)在均衡的(de)時(shi)候會(hui)導致額外的(de)電壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)降(jiang)，整(zheng)個電池包的(de)線(xian)束(shu)排(pai)布也相對(dui)(dui)(dui)麻煩，采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)(yang)(yang)(yang)通(tong)道數有限，適用于(yu)較(jiao)小的(de)電池包。

2、分布式

分布式硬件架構包括主板和從板，其中主板為BMU，從板為各個CSC采樣(yang)(yang)芯(xin)片。這(zhe)種硬件架構優點是(shi)可以將模組裝配的(de)(de)過程(cheng)簡(jian)化，采樣(yang)(yang)線束改(gai)動起來相對容易，線束距離均勻，不存在壓(ya)降不一的(de)(de)問題；缺點是(shi)成(cheng)本較高，需要額(e)外的(de)(de)MCU、獨(du)立的(de)(de)CAN總線方式只(zhi)是(shi)將各個模塊的(de)(de)信息整(zheng)個發送給BMS。