新能源汽车 BMS 学习笔记篇—BMS 基本定义及分类
一、BMS 定义
1、概念:
BMS(Battery Management System)即电池管理系统,其管理 对象是二次电池(充电电池或蓄电池),其主要目的是电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,可应用于电动汽车、电瓶车、机器人、无人机等
图片来源:腾讯网 https://new.qq.com 《标准普尔警告,电动汽车电池生产面临供应链和地缘政治风险》
2、四大功能
① 感知和测量:检测电池的电压、电流、温度等。计算出指标参数,如电池荷电状态( SOC:State of Charge )、电池健康状态(SOH: State of Charge )
② 告警和保护:电池出现异常状态时,BMS 会进行告警并对电池进行保护,如过流时发出警告并限制放电;过充时发出警告并切断充电回路;过放时发出警告并切断放电回路;温度异常发出警告及时冷却、加热、保温等
③ 均衡管理:在电芯容量不一致时,采用主动/被动均衡使每节电芯电量保持统一
④ 通信和定位:数据传输和电池定位,将感知和测量到的相关数据实时传递到运营管理平台
二、汽车 BMS 的分类
汽车内部电池组成
低压辅助电池(12V/48V):或启停电池
① 发动机停止运转时,向车载电子系统提供电源,以保持车辆的辅助设备如空调、音响等正常运行
② 发动机重新启动时,能够迅速提供大电流,以确保发动机顺利启动。
高压动力电池(400V/800V):为车辆提供动力来源
图片来源:个人图书馆 http://www.360doc.com
1、按管理的电池电压分类
由于汽车具有以上两种不同的电池,需要两个独立的 BMS 系统进行管理,相应地划分为以下两大类:
管理低压辅助电池的 低压 BMS(12V/48V)
管理高压动力电池的 高压 BMS(400V/800V)
2、按拓扑架构可分为:
(1)集中式 BMS
① 特点:采集模块和主控模块的信息交互在同一个电路板上实现(电压、温度、电流采集信号线直接连接到控制器上)
② 硬件布局:可分为高压区和低压区
高压区:负责单体电池电压的采集、系统总压的采集、绝缘电阻的监测
低压区:供电电路、CPU 电路、CAN 通信电路、控制电路
③ 适用范围:总体电压比较低,电池串数比较少(如 12V/48V 辅助电池)
(2)分布式 BMS
① 特点:由一块主控板和若干块从控板组成,主控板与从控板之间通过 CAN 总线或菊花链通信
② 硬件布局:
主控板:接入通讯线,负责控制的信号线,给从板提供的电源线等必须的线束
从控板:布置在自己负责采集温度、电压的电池模组附件,把采集到的信号通过总线报告给主控模块
③ 适用范围:高电压系统,电池串数多(如 400V/800V 动力电池)
图片来源:招商银行研究院
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