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(xie)部(bu)分組成呢？

從硬件結構上，電池管理系統由傳感器、控制(zhi)器、執(zhi)行器、高低壓線(xian)束等組成，從硬件結構上來看，它有以下的功能模塊：

1、電池參數檢測（傳感器層）

包(bao)括電池系統總電壓、總電流(liu)、單體電池電壓檢(jian)測(ce)、溫度檢(jian)測(ce)、煙霧探測(ce)、絕緣檢(jian)測(ce)、碰撞檢(jian)測(ce)等。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電(dian)池(chi)管理(li)(li)系(xi)統具(ju)備驅動接(jie)觸(chu)器(qi)的(de)(de)電(dian)路和診(zhen)斷接(jie)觸(chu)器(qi)各個高壓節點的(de)(de)實際狀(zhuang)態(tai)。電(dian)池(chi)管理(li)(li)最后手段是(shi)斷開接(jie)觸(chu)器(qi)，診(zhen)斷到故障(zhang)后，根據故障(zhang)的(de)(de)危害來分級(ji)處理(li)(li)，并通過(guo)串(chuan)行網絡通知(zhi)整(zheng)車(che)控(kong)制器(qi)進行有效處理(li)(li)，在(zai)極端情(qing)況(kuang)下超過(guo)一定安全閾值(zhi)時，BMS也可以切斷主回(hui)路電(dian)源，防止(zhi)違反電(dian)池(chi)安全目標(biao)等對乘(cheng)員(yuan)產生傷害。

3、MCU計算核心

這部分(fen)是整(zheng)個(ge)電池管理系統(tong)(tong)的(de)(de)算法，這部分(fen)也是電池系統(tong)(tong)作為一個(ge)整(zheng)車控制器實現既定的(de)(de)功能(neng)安全(quan)目(mu)標最(zui)基礎的(de)(de)電路結構。

4、故障電路

這部分(fen)是(shi)有(you)關(guan)整個電池管理系統本身和(he)外部的情況的處理，包括故障(zhang)檢(jian)測(ce)、故障(zhang)類型判斷(duan)、故障(zhang)定位、故障(zhang)信(xin)息輸出等。故障(zhang)檢(jian)測(ce)是(shi)指通過采集到的傳(chuan)感器信(xin)號，采用診(zhen)斷(duan)算法診(zhen)斷(duan)故障(zhang)類型。

5、均衡電路

整個(ge)電(dian)(dian)池系(xi)統(tong)的不一致(zhi)性(xing)直接影響電(dian)(dian)池系(xi)統(tong)的實際可用容(rong)(rong)量(liang)，這個(ge)不一致(zhi)性(xing)會(hui)隨(sui)著時間進行累積(ji)。電(dian)(dian)池均衡電(dian)(dian)路和相(xiang)應(ying)的控制算法，是根據單(dan)體電(dian)(dian)池信息，采用均衡方式，盡可能使電(dian)(dian)池組容(rong)(rong)量(liang)接近于(yu)最小單(dan)體的容(rong)(rong)量(liang)。

6、電源管理電路和EMC抑制

電池(chi)管理(li)系(xi)(xi)統(tong)從(cong)電池(chi)模組(zu)和12V電池(chi)上驅電，通過合理(li)的保護(hu)電路來管控(kong)不同節點的電源情況。由(you)于電池(chi)系(xi)(xi)統(tong)處在(zai)(zai)一(yi)個高壓大電流的環(huan)境里面，外部的負載會導致(zhi)在(zai)(zai)母線上會有大量(liang)的暫態分(fen)量(liang)，在(zai)(zai)電池(chi)系(xi)(xi)統(tong)內部的電池(chi)管理(li)系(xi)(xi)統(tong)需要具備(bei)(bei)好的抗電磁(ci)干擾能力(li)，這里就(jiu)要求在(zai)(zai)電源端，信號端具備(bei)(bei)良好的布局和理(li)。

7、網絡通訊和喚醒電路

電(dian)池(chi)管理(li)系(xi)統是需(xu)要(yao)與整(zheng)車動力總(zong)成(cheng)、車身網(wang)(wang)絡等整(zheng)車網(wang)(wang)絡節點通信，也需(xu)要(yao)進行對應的網(wang)(wang)絡管理(li)和喚醒休眠(mian)管理(li)。在(zai)(zai)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)壽(shou)命周期里面，需(xu)要(yao)完成(cheng)刷(shua)寫(xie)配(pei)置、在(zai)(zai)線標定、監控、升級維護(hu)等，一般(ban)電(dian)池(chi)管理(li)系(xi)統包含多路(lu)串行通信網(wang)(wang)絡。

8、信息存儲單元

用(yong)(yong)于存儲關鍵數據，比如在整個生命周期內(nei)客戶使用(yong)(yong)的情況，這部(bu)分核心內(nei)容是記錄(lu)電池系統超(chao)出預期的濫(lan)用(yong)(yong)數據的時間(jian)和頻次。

9、其他輔助電路

在(zai)實際的設(she)計中會考慮加入時鐘(zhong)模塊等電(dian)路。

10、可選電路

在電(dian)池管理系統(tong)可以加入(ru)絕(jue)緣檢(jian)測(ce)電(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(wei)兩(liang)類：

1、集中式

集中式硬件(jian)架構將所有電(dian)氣(qi)部件(jian)集中在一塊板(ban)子上（包(bao)括單體(ti)電(dian)壓、單體(ti)溫度的(de)采樣(yang)(yang)(yang)芯片），采樣(yang)(yang)(yang)芯片與主芯片之間采用菊花鏈通訊，電(dian)路設計相對(dui)簡單，大部分低(di)壓的(de)HEV都是這樣(yang)(yang)(yang)的(de)結(jie)構。這樣(yang)(yang)(yang)做(zuo)的(de)優點是相對(dui)而言(yan)比較(jiao)簡單、成本降低(di)；缺點是單體(ti)采樣(yang)(yang)(yang)的(de)線(xian)(xian)(xian)束(shu)比較(jiao)長，導(dao)致采樣(yang)(yang)(yang)導(dao)線(xian)(xian)(xian)的(de)設計較(jiao)為復(fu)雜，長線(xian)(xian)(xian)和短線(xian)(xian)(xian)在均衡的(de)時候會導(dao)致額(e)外的(de)電(dian)壓壓降，整個電(dian)池包(bao)的(de)線(xian)(xian)(xian)束(shu)排布也相對(dui)麻煩，采樣(yang)(yang)(yang)通道數有限，適用于(yu)較(jiao)小的(de)電(dian)池包(bao)。

2、分布式

分(fen)布式硬件架(jia)構包括(kuo)主板和從板，其(qi)中(zhong)主板為BMU，從板為各(ge)個(ge)CSC采樣(yang)芯片。這(zhe)種硬件架(jia)構優點(dian)是可(ke)以將(jiang)模組裝配(pei)的(de)過程簡化(hua)，采樣(yang)線(xian)束改動起來相對容易，線(xian)束距(ju)離均勻(yun)，不(bu)存在壓降不(bu)一的(de)問(wen)題；缺點(dian)是成本較(jiao)高，需要額外(wai)的(de)MCU、獨(du)立的(de)CAN總線(xian)方(fang)式只是將(jiang)各(ge)個(ge)模塊的(de)信息整個(ge)發送給BMS。