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(cong)硬(ying)件結(jie)構(gou)上(shang)，電池管理(li)系統由傳感器、控(kong)制器、執(zhi)行器、高低壓線束等組(zu)成，從(cong)硬(ying)件結(jie)構(gou)上(shang)來(lai)看，它(ta)有以下的功(gong)能模塊(kuai)：

1、電池參數檢測（傳感器層）

包括電(dian)池系統(tong)總(zong)電(dian)壓(ya)、總(zong)電(dian)流、單體電(dian)池電(dian)壓(ya)檢(jian)測、溫度(du)檢(jian)測、煙霧探測、絕緣檢(jian)測、碰撞檢(jian)測等(deng)。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電池(chi)管(guan)(guan)理系統具備驅動接觸器的電路和診斷(duan)接觸器各(ge)個高壓節點的實際(ji)狀態。電池(chi)管(guan)(guan)理最后手(shou)段是斷(duan)開接觸器，診斷(duan)到故(gu)(gu)障后，根據故(gu)(gu)障的危害(hai)來分級處(chu)理，并通(tong)過串行(xing)網絡(luo)通(tong)知整(zheng)車(che)控制器進(jin)行(xing)有效(xiao)處(chu)理，在(zai)極端情況下超過一定安全閾值時，BMS也可以切(qie)斷(duan)主回路電源(yuan)，防止違反電池(chi)安全目標等對乘員產生傷害(hai)。

3、MCU計算核心

這(zhe)部分(fen)(fen)是(shi)整個電池管理(li)系(xi)統的(de)算法，這(zhe)部分(fen)(fen)也是(shi)電池系(xi)統作(zuo)為一個整車控制器實現既(ji)定(ding)的(de)功能安全目標最基礎的(de)電路結(jie)構。

4、故障電路

這部分是(shi)有關整(zheng)個電池(chi)管理系統(tong)本身和外部的(de)情況的(de)處理，包括故障(zhang)(zhang)(zhang)檢測、故障(zhang)(zhang)(zhang)類(lei)型判斷(duan)、故障(zhang)(zhang)(zhang)定位(wei)、故障(zhang)(zhang)(zhang)信(xin)息(xi)輸出等。故障(zhang)(zhang)(zhang)檢測是(shi)指(zhi)通(tong)過采(cai)集(ji)到的(de)傳感器信(xin)號，采(cai)用診(zhen)斷(duan)算法診(zhen)斷(duan)故障(zhang)(zhang)(zhang)類(lei)型。

5、均衡電路

整(zheng)個電池(chi)系統(tong)的不一(yi)致(zhi)(zhi)性直(zhi)接影響(xiang)電池(chi)系統(tong)的實際可(ke)用容量(liang)，這個不一(yi)致(zhi)(zhi)性會(hui)隨(sui)著時間進(jin)行累(lei)積。電池(chi)均(jun)衡電路和相應的控制算法(fa)，是(shi)根據單(dan)體(ti)電池(chi)信息，采用均(jun)衡方式，盡可(ke)能使電池(chi)組容量(liang)接近(jin)于最小(xiao)單(dan)體(ti)的容量(liang)。

6、電源管理電路和EMC抑制

電(dian)池(chi)管(guan)理(li)系統從(cong)電(dian)池(chi)模組(zu)和12V電(dian)池(chi)上驅電(dian)，通(tong)過(guo)合理(li)的(de)保護電(dian)路(lu)來管(guan)控(kong)不(bu)同節點的(de)電(dian)源(yuan)情況(kuang)。由于電(dian)池(chi)系統處在(zai)(zai)(zai)一個(ge)高壓大電(dian)流的(de)環境里面，外部的(de)負載會(hui)導致在(zai)(zai)(zai)母線(xian)上會(hui)有大量的(de)暫(zan)態分(fen)量，在(zai)(zai)(zai)電(dian)池(chi)系統內部的(de)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)系統需(xu)要具備好的(de)抗電(dian)磁干擾能力，這里就(jiu)要求在(zai)(zai)(zai)電(dian)源(yuan)端(duan)，信號端(duan)具備良好的(de)布局和理(li)。

7、網絡通訊和喚醒電路

電池(chi)管理(li)系(xi)統是需要與整(zheng)(zheng)車(che)(che)動力總成、車(che)(che)身網(wang)(wang)絡等整(zheng)(zheng)車(che)(che)網(wang)(wang)絡節(jie)點通(tong)(tong)信(xin)，也需要進行對應的(de)網(wang)(wang)絡管理(li)和喚醒休眠(mian)管理(li)。在(zai)整(zheng)(zheng)個電池(chi)壽(shou)命周期里面，需要完成刷(shua)寫配(pei)置、在(zai)線標定、監(jian)控、升級維(wei)護等，一般電池(chi)管理(li)系(xi)統包含多路串行通(tong)(tong)信(xin)網(wang)(wang)絡。

8、信息存儲單元

用于(yu)存(cun)儲關鍵數據，比如在(zai)整(zheng)個生命周期(qi)內客戶使用的情況(kuang)，這部分核心內容是記(ji)錄電池系(xi)統超出(chu)預期(qi)的濫用數據的時間和頻次。

9、其他輔助電路

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

10、可選電路

在電池(chi)管(guan)理系(xi)統可以加入(ru)絕(jue)緣檢(jian)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

集中式硬件(jian)架構將(jiang)所有電氣部件(jian)集中在一塊板子上(shang)（包括單(dan)體(ti)電壓、單(dan)體(ti)溫度的(de)采(cai)(cai)樣(yang)芯(xin)片），采(cai)(cai)樣(yang)芯(xin)片與主芯(xin)片之間采(cai)(cai)用菊花鏈(lian)通訊，電路設計(ji)相(xiang)對簡單(dan)，大部分低壓的(de)HEV都是(shi)這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)結構。這(zhe)(zhe)樣(yang)做的(de)優(you)點是(shi)相(xiang)對而言比較簡單(dan)、成(cheng)本降(jiang)低；缺點是(shi)單(dan)體(ti)采(cai)(cai)樣(yang)的(de)線(xian)束(shu)(shu)比較長，導致采(cai)(cai)樣(yang)導線(xian)的(de)設計(ji)較為復雜(za)，長線(xian)和短線(xian)在均衡(heng)的(de)時候會導致額外的(de)電壓壓降(jiang)，整個電池(chi)(chi)包的(de)線(xian)束(shu)(shu)排(pai)布也相(xiang)對麻煩，采(cai)(cai)樣(yang)通道(dao)數(shu)有限(xian)，適用于較小的(de)電池(chi)(chi)包。

2、分布式

分(fen)布式硬件(jian)架(jia)構包括主板和從板，其中主板為(wei)BMU，從板為(wei)各(ge)個CSC采樣(yang)(yang)芯片。這(zhe)種硬件(jian)架(jia)構優(you)點是(shi)可以將模組(zu)裝配的過程簡化，采樣(yang)(yang)線束改(gai)動起來相對容(rong)易，線束距離均勻，不存在(zai)壓降不一的問題；缺點是(shi)成本較高，需要額外(wai)的MCU、獨(du)立的CAN總線方式只是(shi)將各(ge)個模塊(kuai)的信息(xi)整個發送(song)給(gei)BMS。