作者：暂无
来源：《汽车维修与保养》 2015年第10期
文／广东 郭栋
郭栋（本刊编委会委员、“新能源汽车”栏目主持专家）
深圳市派司德科技有限公司董事长；广东省电动汽车标准委员会专家；博世汽车服务公司新能源汽车教学项目顾问；深圳职业技术学院客座教授。参与国内几款主要电动汽车控制策略的设计；参加了深圳电动汽车维修专项技能认证标准的开发；参与了电动汽车修理厂技术标准、营运电动汽车维修和保养技术规范、营运电动汽车技术性能检测标准的制定。为电动汽车生产企业提供生产工艺设计咨询，同时还主持了电动汽车车载诊断系统设计项目。
一．电池管理系统的定义
深圳市派司德科技有限公司开发的电动车辆电池管理系统(BMS)采用模块式结构，由主控模块、采集模块和高压模块构成，每个主控模块可连接20个采集模块和一个高压模块，最多管理电池数量为600个单体
电池。
主控模块通过内部CAN获取高压模块的总电压、电流、绝缘电阻数据和采集模块的单体电池电压与温度数据；根据获取的数据计算SOC（剩余电量），单体电池欠压与过压报警（可切断充放电回路），电池组欠压与过压报警（可切断充放电回路），温度过高与过低报警（可切断充放电回路），SOC过高与过低报警（可切断充放电回路），绝缘电阻过高与过低报警（可切断充放电回路），充放电电流过高报警（可切断充放电回路）；通过I/O口检测输入信息（比如钥匙状态）进行输出控制；通过整车CAN总线给EVC（整车控制器）或组合仪表发送电池组工作状态参数（报警状态、电池组电压、充放电电流、SOC、最大单体电池电压等）；通过充电CAN总线控制充电机充电f设置充电电流与充电电压），通过内部CAN向远程监控模块发送监控数据。
高压模块负责总电流、总电压采集与绝缘电阻计算（可选），及给主控模块上传数据。
采集单元用于采集单体电池的电压及温度、散热与加热控制、均衡控制及给主控模块上传数据，其中电池管理系统BMS主要功能与技术参数如图1所示。
二．电池管理系统的分类
电池管理系统管理办法常见有两种方式，一种数字式，一种模拟式，他们之间的区别如表1所示。
有人问，是否可以由电池保护板代替电池管理系统，我们根据经常被问到的问题做个总结，希望对大家有所帮助。 1．保护板只是电池包的一个组成部分，它起到防止电池过压、欠压、过流、过温（温度过高）的保护作用，随电池一起更换，一般的寿命在3年以内，而电池管理系统是整个动力系统的一个组成部分，它的寿命一般在12年以内。电池保护板一般用于电动工具，电动玩具，电池供电的照明设备，电池管理系统应用于要求比较高端的用电设备，电池管理系统也有消费类电子产片用的（如智能手机）和动力系统用的之分，其中10Ah以上大容量动力电池的电池管理系统和10Ah以下的消费类电子的电池管理系统有着本质区别，不能互相代替使用。
2．保护板有承担安全保护功能，但是没有保护功能硬件备份（完全依赖于硬件电路），一旦保护板失效或者保护MOS管（场效应管）损坏，保护功能就失效。而电池管理承担安全保护功能和信息管理、能量管理、效率管理功能，电池管理系统的安全保护功能也不单单依赖于硬件和软件，而且还有保险管（熔断器）进行有极差配合的保护（当工作温度、电流、电压超出极限时自动终止当前工作），电池管理系统和电池保护板的功能对比如表2所示。
3．保护板的保护门槛值一般是根据电池厂推荐的值在电路设计时设置好的，不允许生产人员标定和编辑修改，而电池管理系统允许生产人员和维修人员修改报警参数。
4．电池管理系统和电池保护板的使用环境和可靠性要求均不一样，它们之间的区别如表3所示。
5．保护板设计和生产无需遵从行业设计规范，电池管理系统必须遵从行业设计规范，比如元器件选型要遵从ROHS和ASE认证，软件编写要遵从MISRA规范，硬件设计要进行FMEA分析，生产和品质控制要遵从TS16949规范。
6．电池管理系统设计中有功耗的要求，待机功耗和工作功耗必须要满足客户的要求。
7．考虑到电动自行车，通讯备电源的电池控制要求比较简单，可以对大容量电池管理系统进行简化以降低成本，降低对运算数度、存储能力、通讯能力和控制输出的能力的要求：但是对环境的要求、对机械负荷、电气负荷的要求、对可靠性要求和对EMC的要求不能降低标准，否则会引起重大的责任事故。
三．电池的安全管理
实际上电池是在一个被各种条件限制区域内工作，这个区域受温度大小、充放电电流大小和电荷电状态等影响，其中锂电池充电“区域环境”如图2所示。
图3显示出北汽EV200电动汽车磷酸铁锂电池的安全工作区域。当电池的工作技术参数超出这个区域时电池管理系统将对其进行保护。
四．电池工作优化
设计时应把电池控制在最佳效率、最佳寿命区工作，如图4、5所示。
（未完待续）
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议