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？

從硬件結構上(shang)，電池管理系統由傳感器(qi)、控制器(qi)、執行器(qi)、高低壓線束(shu)等組成(cheng)，從硬件結構上(shang)來(lai)看(kan)，它有以(yi)下的功能模塊：

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、溫(wen)度(du)檢(jian)(jian)測、煙霧探測、絕緣檢(jian)(jian)測、碰撞檢(jian)(jian)測等(deng)。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電(dian)(dian)池管(guan)(guan)理系(xi)統具備驅動(dong)接觸(chu)器的電(dian)(dian)路和診斷(duan)接觸(chu)器各個(ge)高(gao)壓節點的實際狀態。電(dian)(dian)池管(guan)(guan)理最(zui)后手(shou)段(duan)是斷(duan)開接觸(chu)器，診斷(duan)到故障(zhang)后，根據(ju)故障(zhang)的危(wei)害(hai)來(lai)分級(ji)處理，并通過(guo)串行網絡(luo)通知整車控制器進行有效處理，在(zai)極端情況下超過(guo)一定(ding)安全閾值(zhi)時(shi)，BMS也可以(yi)切斷(duan)主回路電(dian)(dian)源，防止(zhi)違反電(dian)(dian)池安全目標等對乘員產生(sheng)傷(shang)害(hai)。

3、MCU計算核心

這部分(fen)是整(zheng)個(ge)電(dian)(dian)池管理系統的(de)算(suan)法，這部分(fen)也(ye)是電(dian)(dian)池系統作為一個(ge)整(zheng)車控制(zhi)器實現(xian)既定的(de)功能(neng)安全目標(biao)最基礎的(de)電(dian)(dian)路(lu)結構。

4、故障電路

這(zhe)部(bu)分是有(you)關整個(ge)電(dian)池管理系統本身和(he)外部(bu)的情況(kuang)的處理，包括故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)檢測(ce)、故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)類型(xing)判(pan)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)檢測(ce)是指(zhi)通過采集到的傳感(gan)器信號，采用診斷算(suan)法診斷故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)類型(xing)。

5、均衡電路

整(zheng)個電(dian)池系(xi)統的(de)(de)不一致(zhi)性直(zhi)接(jie)影響電(dian)池系(xi)統的(de)(de)實際可用(yong)容量，這個不一致(zhi)性會隨著時間進行累積。電(dian)池均(jun)衡(heng)電(dian)路和相(xiang)應的(de)(de)控制算法(fa)，是根據單(dan)體(ti)電(dian)池信息(xi)，采用(yong)均(jun)衡(heng)方式，盡可能使電(dian)池組容量接(jie)近于(yu)最小(xiao)單(dan)體(ti)的(de)(de)容量。

6、電源管理電路和EMC抑制

電(dian)(dian)池管(guan)理(li)(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)從電(dian)(dian)池模組和(he)12V電(dian)(dian)池上驅(qu)電(dian)(dian)，通過合理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)保護電(dian)(dian)路來管(guan)控不同節(jie)點(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源(yuan)情況。由于(yu)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)統(tong)處在(zai)一個高壓(ya)大電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)環境里(li)面，外部(bu)(bu)的(de)(de)(de)負載會導(dao)致在(zai)母線(xian)上會有大量的(de)(de)(de)暫態(tai)分量，在(zai)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)統(tong)內部(bu)(bu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池管(guan)理(li)(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)需要(yao)具(ju)備(bei)好的(de)(de)(de)抗電(dian)(dian)磁干擾(rao)能力，這(zhe)里(li)就要(yao)求在(zai)電(dian)(dian)源(yuan)端(duan)，信號端(duan)具(ju)備(bei)良好的(de)(de)(de)布局和(he)理(li)(li)(li)。

7、網絡通訊和喚醒電路

電(dian)池(chi)管理系統是需要(yao)與整(zheng)車(che)動力(li)總成、車(che)身網絡等整(zheng)車(che)網絡節點(dian)通信，也需要(yao)進(jin)行對應的(de)網絡管理和喚醒(xing)休眠(mian)管理。在整(zheng)個電(dian)池(chi)壽命周期里面，需要(yao)完(wan)成刷寫配置、在線標(biao)定(ding)、監控、升級維護等，一般電(dian)池(chi)管理系統包含多路串(chuan)行通信網絡。

8、信息存儲單元

用(yong)(yong)于(yu)存儲(chu)關鍵數(shu)(shu)據(ju)，比如在整個(ge)生(sheng)命周期內(nei)客(ke)戶使用(yong)(yong)的情況(kuang)，這部分核心內(nei)容是記錄(lu)電池系統超出預(yu)期的濫(lan)用(yong)(yong)數(shu)(shu)據(ju)的時間和頻(pin)次。

9、其他輔助電路

在(zai)實(shi)際的設(she)計中會考慮加入時(shi)鐘模(mo)塊等(deng)電(dian)路。

10、可選電路

在電池管理系統可以加入絕緣(yuan)檢測電路等(deng)。

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(zhong)式硬(ying)件架構將所(suo)有(you)電(dian)氣部(bu)件集中(zhong)在一塊(kuai)板子上(shang)（包(bao)括(kuo)單(dan)體(ti)電(dian)壓(ya)(ya)、單(dan)體(ti)溫度的(de)(de)(de)采樣(yang)(yang)芯(xin)片），采樣(yang)(yang)芯(xin)片與主(zhu)芯(xin)片之間采用菊花鏈通訊，電(dian)路(lu)設計相對簡(jian)單(dan)，大(da)部(bu)分低(di)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)HEV都是(shi)這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)結(jie)構。這(zhe)樣(yang)(yang)做(zuo)的(de)(de)(de)優點(dian)是(shi)相對而言(yan)比(bi)較簡(jian)單(dan)、成本降(jiang)低(di)；缺(que)點(dian)是(shi)單(dan)體(ti)采樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)束比(bi)較長(chang)，導致采樣(yang)(yang)導線(xian)(xian)的(de)(de)(de)設計較為(wei)復(fu)雜，長(chang)線(xian)(xian)和短線(xian)(xian)在均衡的(de)(de)(de)時候會導致額(e)外的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)降(jiang)，整個(ge)電(dian)池包(bao)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)束排布也相對麻煩(fan)，采樣(yang)(yang)通道(dao)數有(you)限，適(shi)用于(yu)較小的(de)(de)(de)電(dian)池包(bao)。

2、分布式

分(fen)布式(shi)硬件(jian)架構包(bao)括主板(ban)和從(cong)板(ban)，其(qi)中主板(ban)為BMU，從(cong)板(ban)為各(ge)個CSC采樣芯(xin)片。這種硬件(jian)架構優點是可以將模組裝(zhuang)配的(de)過(guo)程(cheng)簡化(hua)，采樣線(xian)束改(gai)動起(qi)來相對容易，線(xian)束距離均勻，不存在壓(ya)降不一的(de)問題；缺點是成本較高，需要額(e)外的(de)MCU、獨立的(de)CAN總線(xian)方式(shi)只(zhi)是將各(ge)個模塊(kuai)的(de)信息(xi)整個發送給(gei)BMS。