项目二 动力蓄电池 任务三 认知动力蓄电池管理系统（BMS）

新能源汽车技术项目二动力蓄电池任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）一、蓄电池管理系统组成蓄电池管理系统按性质可分为硬件和软件，按功能分为数据采集单元和控制单元。BMS的硬件有采集系统（CellSupervisoryCircuit，CSC）、蓄电池管理控制器及高压分配单元，还包括采集电压、电流、温度等数据的电子器件。软件部分用来监测蓄电池的电压、电流、荷电状态（StateOfCharge，SOC）值、绝缘电阻值、温度值，通过与VCU、充电机的通信来控制蓄电池系统的充放电，如图2-20所示图2-20蓄电池管理系统组成任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）蓄电池管理系统可以测量蓄电池电压、电流、温度，防止或避免蓄电池出现过放电、过充电、过温等异常状况。蓄电池管理系统的基本功能蓄电池管理系统（BMS）是蓄电池保护和管理的核心部件，它的作用是保证蓄电池安全可靠地使用，控制蓄电池组的充、放电，并向VCU上报蓄电池系统的基本参数及故障信息。蓄电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的、复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键部件。常见蓄电池管理系统的功能主要包括数据釆集、数据显示、状态估计、热管理、数据通信、安全管理、能量管理和故障诊断等，如图2-21所示。二、蓄电池管理系统的功能及工作原理图2-21蓄电池管理系统功能框图任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）1.数据采集数据采集是蓄电池管理系统所有功能的基础，需要采集的数据信息有蓄电池组总电压和电流、蓄电池模块电压和温度等。蓄电池管理系统的所有算法都是以采集的动力蓄电池数据作为输入，采样速率、精度和前置滤波特性是影响蓄电池系统性能的重要指标。电动汽车蓄电池管理系统的采样速率一般要求大于200Hz。图2-22所示为蓄电池管理器的数据采集结构示意图。二、蓄电池管理系统的功能及工作原理图2-22蓄电池管理器的数据采集结构示意图任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）2.蓄电池状态估计BMS根据采集的信息，采用相应的算法，对动力蓄电池的温度、荷电状态（StateOfCharge，SOC）、健康状态（StateOfHealth，SOH）、能量状态（StateOfEnergy，SOE）、功能状态（StateOfFunction，SOF）、安全状态（StateOfSafety，SOS）等进行估算。温度对动力蓄电池的性能影响较大，目前BMS一般只能测量电池模块的表面温度，而电池模块的内部温度则需要使用热力学模型进行估算。SOC、SOH、SOE都是动力蓄电池的隐性状态，不能由测量设备直接获取，需要BMS来估算。SOF、SOS需要根据对动力蓄电池系统及高压系统检测所得到的数据，依据相应标准判断得出。3.热管理热管理是当动力蓄电池工作温度偏高对其进行冷却、低于适宜工作温度下限时对其进行加热，使动力蓄电池处于适宜的工作温度范围内，并在动力蓄电池工作过程中保持蓄电池单体间温度均衡。对于大功率放电和高温条件下使用的动力蓄电池，动力蓄电池的热管理尤为必要。二、蓄电池管理系统的功能及工作原理任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）4.数据通信数据通信指蓄电池管理系统与整车控制器、电机控制器等车载设备及非车载设备进行数据交换的功能，为充放电控制、整车控制提供数据依据。根据应用需要，数据交换可采用不同的通信接口，如模拟信号、PWM信号、CAN总线或串行接口，如图2-23所示。二、蓄电池管理系统的功能及工作原理图2-23蓄电池管理器数据通信任务三认知动力蓄电池管理系统（BMS）5.安全管理安全管理指蓄电池管理系统在蓄电池组的电压、电流、温度、SOC等出现不安全状态时给予及时报警并进行断路等紧急处理。现在，在对蓄电池组进行整组监控的同时，多数蓄电池管理系统可对单体蓄电池进行过充电、过放电、过热等安全状态管理。6.能量管理能量管理包括以电流、电压、温度、SOC和SOH为输入进行充电过程控制，以SOC、SOH和温度等参数为条