新能源汽车电池管理BMS的组成与功能

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新能源汽车电池管理BMS的组成与功能 [复制链接]

电动车 BMS（Battery Management System，电池管理系统）的主要作用是对电动车的电池组进行监控、管理和保护，以确保电池的安全、可靠和高效运行。

 

 

一、电池管理系统性能参数

1、BMS温度范围

1）工作温度：-40℃—85℃

2）储存温度：-40℃—85℃

2、电池包温度范围

1）充电工作温度：-20℃—55℃

2）放电工作温度：-30℃—55℃

3）储存温度：-40℃—65℃

3、工作电压范围

1）正常工作电压：9V—16V

2）不能工作电压：低于6V或大于18V

3）CAN网络工作电压：6V—18V

4）测试电压：13.5V±0.2V

5）标称电压：12V

6）电压允许误差范围：±0.2V

4、工作电流

峰值电流：10A（继电器动作的最大电流）

最大持续工作电流：≤4A（主 正 继电器、主负继电器、快充继电器、CSU、BMU）

静态电流：≤0.5mA

 

 

二、电池管理系统组成

在每一套电池包PACK中有一套BMS，BMS一般是由CSC采集系统、电池控制单元。

1、CSC采集系统

每个模组有一个CSC采集回路，以监测其中每个电池单体电压和模组温度信息，并将电池单体电压及模组温度信息上报给BMU.

2、电池控制单元（BMU）

安装于动力电池总成内部，是电池管理系统核心部件，电池控制单元（BMU）负责与整车诊断、通讯、标定、充电控制、碰撞监控、高压互锁、热管理、均衡控制、高压采样、高压绝缘监测、高压继电器驱动、高压继电器诊断、高压预充控制、管理CSC和BDU、计算SOC和SOH、管理电池状态、应用策略等。

三、电池管理系统功能

 

 

1、数据采集与监测

BMS 实时采集电池组的温度检测、电压检测、电流检测、SOC估算、SOH估算等参数，监测电池的工作状态。

2、电池状态估算

通过对采集到的数据进行分析，BMS 能够估算电池的剩余电量（SOC）、健康状态（SOH）等信息，为用户提供准确的电池状态信息。

3、充放电管理

BMS 控制电池的充电和放电过程，确保电池在安全的范围内工作，防止过充、过放等情况的发生。

4、均衡管理

在电池组中，由于各个单体电池的特性可能存在差异，BMS 会进行均衡管理，可以确保电池组中的各个电池单体在充放电过程中保持相同的电压水平，有助于提高整个电池组的性能、寿命和安全性。

均衡控制方式：分为主动均衡和被动均衡。主动均衡通过电子元器件将能量从电压较高的单体转移到电压较低的单体，是一种能量的转移；被动均衡则是通过电阻器将高电压或高荷电量电芯的能量消耗掉，是一种能量的消耗型。

均衡电路类型：主要包括并行平衡充电均衡、并联开关充电均衡、能量转移型均衡和电阻并联均衡。

 

 

5、热管理

BMS 监测电池的温度，并采取相应的措施进行散热或加热，以维持电池在适宜的工作温度范围内。

BMS 温度监测通过传感器实时监测电池的温度，并将温度数据传输给 BMS 控制器。BMS 控制器会根据温度数据采取相应的措施，例如在温度过高时启动散热系统或降低电池的充电功率，以防止电池过热损坏。以下是一些常见的电动车 BMS 温度监测功能。

温度传感器：BMS 系统通常配备多个温度传感器，这些传感器分布在电池组的不同位置，以准确测量电池的温度。

实时监测：BMS 会实时读取温度传感器的数据，并将温度信息显示在仪表盘或车辆控制系统的显示屏上，让驾驶员可以随时了解电池的温度状态。

温度预警：当电池温度超过设定的安全范围时，BMS 会发出警报，提醒驾驶员采取相应的措施，如停车降温或避免过度使用电池。

温度控制：BMS 可以根据温度情况自动控制电池的充放电过程。在高温环境下，BMS 可能会降低充电功率或停止充电，以防止电池过热；在低温环境下，BMS 可能会启动加热功能，提高电池的温度，以确保正常充电和放电。

数据分析：BMS 还可以记录电池温度的历史数据，并进行分析，以了解电池的工作状态和性能变化。这有助于发现潜在的问题，并采取相应的维护措施。

6、故障诊断与保护

BMS 能够检测电池组的故障情况，如过压、欠压、过流、短路等，并及时采取保护措施，避免电池损坏或发生安全事故。

7、通讯功能

BMS 与车辆的其他系统进行通讯，将电池的状态信息传递给整车控制器等，提供CAN通讯功能、CAN网络管理功能，以便进行综合管理和控制。

8、绝缘检测

绝缘检测范围：

（1）在动力电池对外接触器全部断开条件下，绝缘检测范围为电池包内部的绝缘信息，此状态下不能检测电池包外部绝缘；

（2）上高压或放电状态下，绝缘检测范围为整车高压回路，包括电池包内部和整车高压回路的绝缘性能；

（3）快充状态下，绝缘检测范围为整车高压回路和快充的高压回路，包括电池包内部、整车高压回路、快充充电桩的绝缘性能；

9、预充控制

预充成功判定条件：外部母线电压与pack总电压相差10V以内才能判定预充完成。

10、泄放功能

泄放功能是指IPU收到VCU发送的power down和BMS发送的正负极接触器断开指令时具备短时间内泄放电机控制器内部电容能量，使电压降低到 60V 以下的功能。

（1）车辆退电、充电结束或智能充电结束时开始泄放。

（2）泄放前高压接触器必须断开。

（3）主动泄放失败时进行被动泄放.

（4）电机控制器主动泄放功能必须在主 正 继电器断开150ms；

（5）VCU发送断电Power  Down

13、预约充电

BMS接收到T-Box发送的预约充电请求时，检测到自身以及OBC无影响交流充电故障时才允许发送预约设置成功状态，否则发送预约设置失败给T-Box。

预约充电时间达到后，BMS立即CAN唤醒VCU和OBC，VCU唤醒后立即硬线唤醒IPU.。

14、智能补电

（1）BMS 在 OFF 档下判断蓄电池电压在 10-12.3V 范围内时才允许发送智能补电请求。

（2）SOC 低于 10%时不允许进入智能补电。智能补电过程中 SOC 降为 10%以下时，BMS发送智能补电结束。

（3）车辆处于OFF档时，BMS每隔一段时间检测一次蓄电池电压，检测间隔时间1.5小时。

15、高压安全管理功能

（1）碰撞断电、高压系统回路绝缘与高压互锁检测与处理等。

（2）BMS控制的接触器控制信号对地短路、对电源短路、断路检测.

（3）诊断总  正  、总负接触器、快充接触器（纯电动）粘连、无法闭合；