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(bu)分組成呢？

從硬(ying)件結構上(shang)，電池管理系統由傳(chuan)感(gan)器、控制器、執(zhi)行器、高低壓線(xian)束等組成(cheng)，從硬(ying)件結構上(shang)來(lai)看，它有以下的功能模塊：

1、電池參數檢測（傳感器層）

包括電(dian)(dian)池系統總(zong)電(dian)(dian)壓(ya)、總(zong)電(dian)(dian)流(liu)、單體電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓(ya)檢測、溫度檢測、煙霧探測、絕緣(yuan)檢測、碰撞檢測等(deng)。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電池(chi)管(guan)理(li)系統具備驅動(dong)接(jie)觸(chu)器的(de)電路(lu)和診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)接(jie)觸(chu)器各個高(gao)壓節(jie)點的(de)實際狀(zhuang)態(tai)。電池(chi)管(guan)理(li)最(zui)后手段是斷(duan)(duan)開接(jie)觸(chu)器，診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)到故障后，根據故障的(de)危害(hai)來(lai)分(fen)級(ji)處理(li)，并通過(guo)串行(xing)網絡通知整車控制(zhi)器進行(xing)有(you)效處理(li)，在(zai)極端情(qing)況(kuang)下(xia)超過(guo)一定安全閾值時，BMS也可以切(qie)斷(duan)(duan)主(zhu)回路(lu)電源，防止(zhi)違反電池(chi)安全目標等(deng)對(dui)乘員產生傷害(hai)。

3、MCU計算核心

這部(bu)分(fen)(fen)是整個電(dian)池管理系統(tong)的算(suan)法(fa)，這部(bu)分(fen)(fen)也是電(dian)池系統(tong)作為一個整車控制(zhi)器實現既定的功(gong)能安全(quan)目標最(zui)基礎的電(dian)路結構。

4、故障電路

這部(bu)分是有關整個(ge)電(dian)池(chi)管理系統本身(shen)和外部(bu)的情況的處(chu)理，包括故(gu)障(zhang)檢測、故(gu)障(zhang)類型判斷、故(gu)障(zhang)定(ding)位、故(gu)障(zhang)信息輸出等。故(gu)障(zhang)檢測是指(zhi)通過采集到的傳(chuan)感器信號，采用診(zhen)斷算(suan)法(fa)診(zhen)斷故(gu)障(zhang)類型。

5、均衡電路

整個電(dian)(dian)(dian)池系(xi)統(tong)(tong)的(de)不一致性直接影響電(dian)(dian)(dian)池系(xi)統(tong)(tong)的(de)實際(ji)可用容量，這個不一致性會(hui)隨著時間進(jin)行(xing)累積。電(dian)(dian)(dian)池均衡(heng)電(dian)(dian)(dian)路和相應的(de)控制算法，是根據(ju)單體電(dian)(dian)(dian)池信息，采用均衡(heng)方式，盡可能使電(dian)(dian)(dian)池組(zu)容量接近(jin)于最小單體的(de)容量。

6、電源管理電路和EMC抑制

電(dian)池(chi)(chi)管(guan)理(li)(li)系統(tong)(tong)從電(dian)池(chi)(chi)模組和12V電(dian)池(chi)(chi)上驅電(dian)，通過合理(li)(li)的(de)(de)(de)保護電(dian)路(lu)來管(guan)控不同節(jie)點的(de)(de)(de)電(dian)源情況。由于電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)處在一個(ge)高(gao)壓(ya)大電(dian)流(liu)的(de)(de)(de)環境里面(mian)，外部的(de)(de)(de)負(fu)載會導(dao)致在母線上會有(you)大量(liang)的(de)(de)(de)暫態分量(liang)，在電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)內部的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)管(guan)理(li)(li)系統(tong)(tong)需要(yao)具(ju)備好的(de)(de)(de)抗(kang)電(dian)磁干擾能(neng)力，這里就要(yao)求在電(dian)源端，信號端具(ju)備良好的(de)(de)(de)布局和理(li)(li)。

7、網絡通訊和喚醒電路

電(dian)池(chi)管(guan)(guan)理(li)(li)系統是(shi)需(xu)要與整(zheng)車(che)動(dong)力總成、車(che)身網(wang)絡等整(zheng)車(che)網(wang)絡節點通(tong)信，也需(xu)要進行對(dui)應(ying)的網(wang)絡管(guan)(guan)理(li)(li)和喚醒休眠管(guan)(guan)理(li)(li)。在(zai)整(zheng)個電(dian)池(chi)壽命周期里面，需(xu)要完成刷(shua)寫配置、在(zai)線標定、監(jian)控、升級維護(hu)等，一般電(dian)池(chi)管(guan)(guan)理(li)(li)系統包含(han)多路串(chuan)行通(tong)信網(wang)絡。

8、信息存儲單元

用(yong)于存儲(chu)關鍵數據(ju)，比如在整個生命周期(qi)(qi)內客戶(hu)使用(yong)的(de)情況(kuang)，這部分(fen)核心內容是記錄(lu)電池系統超出預期(qi)(qi)的(de)濫(lan)用(yong)數據(ju)的(de)時間和頻次。

9、其他輔助電路

在實際的設(she)計(ji)中會考(kao)慮加入時鐘(zhong)模塊等電路。

10、可選電路

在電池管理系統(tong)可以(yi)加(jia)入絕緣(yuan)檢(jian)測電路等。

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(de)架構可分(fen)為兩類(lei)：

1、集中式

集中(zhong)式硬件架(jia)構將所有電氣部件集中(zhong)在一(yi)塊板子上（包括單(dan)體電壓(ya)、單(dan)體溫度的(de)(de)采樣(yang)芯(xin)片），采樣(yang)芯(xin)片與主芯(xin)片之間采用菊(ju)花鏈(lian)通訊(xun)，電路設計相對(dui)簡(jian)單(dan)，大部分(fen)低壓(ya)的(de)(de)HEV都是這樣(yang)的(de)(de)結構。這樣(yang)做的(de)(de)優(you)點(dian)是相對(dui)而言比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)、成本降低；缺(que)點(dian)是單(dan)體采樣(yang)的(de)(de)線(xian)束比(bi)較(jiao)長，導致采樣(yang)導線(xian)的(de)(de)設計較(jiao)為復雜，長線(xian)和短線(xian)在均衡的(de)(de)時候會導致額外的(de)(de)電壓(ya)壓(ya)降，整個電池包的(de)(de)線(xian)束排(pai)布也相對(dui)麻煩，采樣(yang)通道數有限(xian)，適用于較(jiao)小(xiao)的(de)(de)電池包。

2、分布式

分布式硬件架(jia)構(gou)包括主板(ban)(ban)(ban)和從板(ban)(ban)(ban)，其中主板(ban)(ban)(ban)為BMU，從板(ban)(ban)(ban)為各個(ge)CSC采樣芯片。這種硬件架(jia)構(gou)優點(dian)是可以將模組(zu)裝配的過程簡化，采樣線(xian)束改動起來相對容易，線(xian)束距離均勻，不存在壓降(jiang)不一(yi)的問(wen)題；缺(que)點(dian)是成本較(jiao)高，需要額外的MCU、獨(du)立的CAN總線(xian)方式只是將各個(ge)模塊(kuai)的信(xin)息(xi)整個(ge)發送給BMS。