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(na)些部分(fen)組成呢？

從(cong)硬(ying)件(jian)結(jie)構上，電(dian)池管理系(xi)統(tong)由傳感器(qi)、控(kong)制器(qi)、執行(xing)器(qi)、高低(di)壓線束(shu)等組(zu)成，從(cong)硬(ying)件(jian)結(jie)構上來看(kan)，它有以下的功(gong)能模(mo)塊：

1、電池參數檢測（傳感器層）

包括電(dian)池系統總電(dian)壓(ya)、總電(dian)流(liu)、單(dan)體電(dian)池電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)(ce)、溫度檢(jian)測(ce)(ce)、煙(yan)霧探(tan)測(ce)(ce)、絕(jue)緣檢(jian)測(ce)(ce)、碰撞檢(jian)測(ce)(ce)等。

2、接觸器控制與電池安全保護（執行層）

電(dian)池(chi)管(guan)理系統具備驅動接觸器的電(dian)路和診斷(duan)(duan)(duan)接觸器各個高壓(ya)節點的實際狀態。電(dian)池(chi)管(guan)理最后手段是(shi)斷(duan)(duan)(duan)開(kai)接觸器，診斷(duan)(duan)(duan)到故障后，根據故障的危害來分級處理，并通過(guo)串行網絡通知(zhi)整車控(kong)制器進行有效處理，在極(ji)端情(qing)況下超過(guo)一定安全閾值時，BMS也可以(yi)切(qie)斷(duan)(duan)(duan)主(zhu)回路電(dian)源，防止違反電(dian)池(chi)安全目標等對乘員產生傷害。

3、MCU計算核心

這部(bu)分是整(zheng)(zheng)個(ge)電池管理系(xi)統的(de)算法，這部(bu)分也是電池系(xi)統作為一(yi)個(ge)整(zheng)(zheng)車控制器實現既(ji)定的(de)功能安全目標最基礎的(de)電路結構。

4、故障電路

這部分是(shi)有關整個(ge)電池管理系統本身和外部的情況的處理，包括故(gu)障(zhang)(zhang)檢(jian)測、故(gu)障(zhang)(zhang)類型判斷、故(gu)障(zhang)(zhang)定位、故(gu)障(zhang)(zhang)信(xin)息輸(shu)出等。故(gu)障(zhang)(zhang)檢(jian)測是(shi)指(zhi)通(tong)過(guo)采(cai)集到的傳(chuan)感器信(xin)號，采(cai)用診(zhen)斷算法診(zhen)斷故(gu)障(zhang)(zhang)類型。

5、均衡電路

整個(ge)(ge)電(dian)池(chi)系統的(de)不一致性(xing)直接影響(xiang)電(dian)池(chi)系統的(de)實際(ji)可(ke)用容量，這個(ge)(ge)不一致性(xing)會隨著時(shi)間進行累積(ji)。電(dian)池(chi)均(jun)衡(heng)電(dian)路和相應的(de)控制算法，是(shi)根據(ju)單體電(dian)池(chi)信息，采用均(jun)衡(heng)方式，盡可(ke)能使電(dian)池(chi)組(zu)容量接近于最(zui)小單體的(de)容量。

6、電源管理電路和EMC抑制

電(dian)(dian)(dian)(dian)池管理(li)(li)系(xi)統從電(dian)(dian)(dian)(dian)池模組和12V電(dian)(dian)(dian)(dian)池上(shang)驅電(dian)(dian)(dian)(dian)，通過合理(li)(li)的(de)(de)保護電(dian)(dian)(dian)(dian)路來管控不(bu)同節(jie)點的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)情況。由于電(dian)(dian)(dian)(dian)池系(xi)統處在(zai)一個高(gao)壓大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)環境(jing)里(li)面，外部(bu)的(de)(de)負載會導致在(zai)母(mu)線上(shang)會有大(da)量的(de)(de)暫(zan)態分量，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)池系(xi)統內(nei)部(bu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池管理(li)(li)系(xi)統需要具備(bei)好的(de)(de)抗電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干擾(rao)能力，這里(li)就要求在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)端，信號端具備(bei)良(liang)好的(de)(de)布(bu)局和理(li)(li)。

7、網絡通訊和喚醒電路

電池(chi)管(guan)理(li)系(xi)統是需要與整(zheng)車(che)動力總(zong)成、車(che)身網(wang)絡等整(zheng)車(che)網(wang)絡節點通信，也需要進(jin)行對應的網(wang)絡管(guan)理(li)和喚醒休眠管(guan)理(li)。在整(zheng)個電池(chi)壽命周期里(li)面，需要完成刷寫(xie)配置(zhi)、在線標定、監控(kong)、升級(ji)維護等，一(yi)般電池(chi)管(guan)理(li)系(xi)統包(bao)含多路(lu)串(chuan)行通信網(wang)絡。

8、信息存儲單元

用于存儲關鍵(jian)數據，比如(ru)在整個生(sheng)命(ming)周(zhou)期內客戶使用的(de)情況，這部分核心內容是記錄(lu)電池系統超出(chu)預期的(de)濫用數據的(de)時(shi)間和(he)頻次。

9、其他輔助電路

在實際(ji)的設計(ji)中(zhong)會考慮加入時(shi)鐘模塊等電路(lu)。

10、可選電路

在電池管理系(xi)統(tong)可以加入絕緣檢測(ce)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(ke)分(fen)為兩(liang)類：

1、集中式

集中式硬件架構將(jiang)所(suo)有電(dian)(dian)(dian)氣部件集中在一塊板子上（包(bao)括單(dan)體(ti)電(dian)(dian)(dian)壓、單(dan)體(ti)溫度(du)的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)芯片），采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)芯片與主芯片之間采(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)菊花(hua)鏈通訊，電(dian)(dian)(dian)路設(she)計(ji)相(xiang)對簡單(dan)，大部分低壓的(de)(de)HEV都是這(zhe)樣(yang)的(de)(de)結構。這(zhe)樣(yang)做的(de)(de)優點是相(xiang)對而言比較簡單(dan)、成本降低；缺點是單(dan)體(ti)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)的(de)(de)線束比較長(chang)，導致(zhi)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)導線的(de)(de)設(she)計(ji)較為復雜，長(chang)線和短(duan)線在均衡的(de)(de)時(shi)候會導致(zhi)額外(wai)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓壓降，整個電(dian)(dian)(dian)池(chi)包(bao)的(de)(de)線束排布也相(xiang)對麻(ma)煩，采(cai)(cai)(cai)(cai)樣(yang)通道數有限，適(shi)用(yong)于較小(xiao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)包(bao)。

2、分布式

分(fen)布式(shi)硬(ying)(ying)件架(jia)構包括主板(ban)(ban)(ban)(ban)和從(cong)板(ban)(ban)(ban)(ban)，其中主板(ban)(ban)(ban)(ban)為(wei)BMU，從(cong)板(ban)(ban)(ban)(ban)為(wei)各(ge)個(ge)CSC采(cai)樣芯片。這種(zhong)硬(ying)(ying)件架(jia)構優點是(shi)(shi)可(ke)以將模組裝配(pei)的過程簡化，采(cai)樣線(xian)束(shu)改(gai)動起來相(xiang)對容(rong)易(yi)，線(xian)束(shu)距離均勻，不存在壓降不一的問題；缺(que)點是(shi)(shi)成本較高(gao)，需要(yao)額(e)外的MCU、獨立的CAN總(zong)線(xian)方式(shi)只(zhi)是(shi)(shi)將各(ge)個(ge)模塊的信息(xi)整個(ge)發送(song)給BMS。