电池管理系统BMS开发解决方案

•  电池单体电压、电流、温度信号采集

•  电池组总电压、电流信号采集

•  电池荷电状态SOC/健康状态SOH估算

•  电池功率边界SOP估算

•  电池单体一致性均衡

•  严重影响使用和安全自检预警

•  与车载、非车载充电机进行实时通讯

•  动力母线预充电控制

•  动力母线继电器粘连检测

•  绝缘电阻检测

•  充放电高压互锁监控

•  过充电、过放电、过流、过热保护

电动汽车BMS系统组成为：主控模块BMU（Battery Management Unit），单体采集模块CSC（Cell Supervision Circuit）、高压电流采集模块CVS（Current Voltage Sensor）。连接方式为一个主控模块BMU+若干单体采集模块CSC+一个高压电流采集模块CVS，BMU与CSC之间通过菊花链通讯、与CVS通过CAN通讯方式。主从式BMS布局灵活，方便检修，便于日常维护，适用于各类纯电动汽车与混合动力汽车。

由于BMS功能的多样性与复杂性，BMS软件十分复杂，为适应不同的车型以及同一车型的升级换代，软件还需要反复修改，这对软件开发者提出了一大挑战。如果使用传统手工编程的开发方式，开发工作量巨大，软件的可维护性较差，造成开发周期与开发成本的不可控。本方案使用了全自动代码生成的软件开发方式，整个控制器的软件代码都由MATLAB/Simulink/ECUCoder自动代码生成工具生成，控制器软件开发的整个过程都以图形化建模的方式来实现，用户无需手工编程，无需手工代码集成，也无需代码移植。

在BMS软件中，将BMS的基本状态分为上电、就绪、高压关闭、高压预充电、高压使能、故障等几种状态，各种状态的转换逻辑

电池均衡：

被动均衡将容量较多的电池电量通过电阻消耗来达到均衡，主动均衡将容量较多的电池电量转移到容量较少的电池达到均衡，两种均衡方式的对比

被动均衡与主动均衡的比较

被动均衡效率低，但是系统复杂度低，成本低，适用于中小容量电池组的均衡；主动均衡效率高，但是系统复杂度高，成本高，适用于大容量电池组的均衡。本方案根据用户所用电池组的容量、均衡效率以及成本综合考虑，选用被动均衡或者主动均衡。

SOC估算：

电池的荷电状态SOC描述了电池的剩余电量，是电池在使用过程中最重要的参数之一。准确估计SOC可以防止电池的过充电或者过放电，有效延长电池的使用寿命，并且在电动汽车的行驶中可以预知可续驶里程。由于SOC估算受温度、老化、充放电倍率、自放电等因素的影响，使得电池在实际应用中呈现为高度的非线性，导致SOC的精确估算十分困难。关于锂电池的部分特性

SOC的估算方法较多，主要包括：

本方案采用一种以安时计量法为基础，利用电池静止状态下的开路电压法来消除累计误差的SOC估算方法，其关键在于电池充放电状态与静止状态的准确判断。试验结果表明，采用此SOC估算方法，SOC估算误差在5%以内。

通信协议：

本方案使用通信方式，主要包括3部分：

•  BMS内部主控模块BMU与单体采集模块CSC之间的菊花链通信；

•  BMS内部主控模块与高压电流采集模块之间的CAN通信；

•  BMS与整车控制器等动力系统控制单元的CAN通信；

•  BMS与非车载充电机之间的CAN通信。