電池管理係統BMS的重要性不言而喻
，BMS是動力電池組的核心技術，也是整車企業最為關注的環節。

 

 

BMS屬(shu)於(yu)電(dian)池(chi)包(bao)一(yi)部(bu)分(fen)，電(dian)池(chi)包(bao)是(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)核(he)心(xin)能(neng)量(liang)源(yuan)

，為(wei)整(zheng)車(che)提(ti)供(gong)驅(qu)動(dong)電(dian)能(neng)，它(ta)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)金(jin)屬(shu)材(cai)質(zhi)的(de)殼(ke)體(ti)包(bao)絡(luo)構(gou)成(cheng)電(dian)池(chi)包(bao)主(zhu)體(ti)。模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)實(shi)現(xian)了(le)電(dian)芯(xin)的(de)集(ji)成(cheng)，通(tong)過(guo)熱(re)管(guan)理(li)設(she)計(ji)與(yu)仿(fang)真(zhen)優(you)化(hua)電(dian)池(chi)包(bao)熱(re)管(guan)理(li)性(xing)能(neng)，電(dian)器(qi)部(bu)件(jian)及(ji)線(xian)束(shu)實(shi)現(xian)了(le)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)對(dui)電(dian)池(chi)的(de)安(an)全(quan)保(bao)護(hu)及(ji)連(lian)接(jie)路(lu)徑(jing)；通過BMS實現對電芯的管理，以及與整車的通訊及信息交換。

 

BMS主要作用包括：估gu測ce電dian池chi的de荷he電dian狀zhuang態tai，檢jian測ce電dian池chi的de使shi用yong狀zhuang態tai，管guan控kong電dian池chi的de循xun環huan壽shou命ming。在zai充chong電dian過guo程cheng中zhong對dui電dian池chi的de熱re管guan理li，啟qi停ting鋰li電dian池chi的de冷leng卻que係xi統tong，同tong時shi也ye管guan理li單dan體ti電dian池chi之zhi間jian的de均jun衡heng
，防fang止zhi單dan體ti電dian池chi過guo充chong過guo放fang產chan生sheng危wei險xian。另ling外wai監jian測ce整zheng個ge電dian池chi的de健jian康kang工gong作zuo狀zhuang態tai。

 

　

圖表1 國內外主流BMS供應商的技術參數

 

目mu前qian電dian池chi管guan理li係xi統tong有you主zhu動dong式shi均jun衡heng和he被bei動dong式shi均jun衡heng兩liang種zhong管guan理li模mo式shi。兩liang種zhong管guan理li模mo式shi各ge有you優you缺que點dian
，所suo采cai用yong的de方fang式shi普pu遍bian為wei采cai集ji單dan體ti電dian池chi電dian壓ya

，串chuan聯lian電dian流liu
，以yi及ji溫wen度du以yi及ji電dian池chi組zu的de電dian壓ya，然ran後hou將jiang這zhe些xie信xin號hao傳chuan給gei運yun算suan模mo塊kuai進jin行xing處chu理li發fa出chu指zhi令ling，最zui後hou將jiang整zheng個ge處chu理li的de信xin息xi指zhi令ling通tong過guoCAN通訊係統傳送給汽車中央控製單元或整車VMS係統。

 

 

國內主流車用BMS廠家都有被動均衡技術，而且其中絕大部分都有主動均衡技術儲備。在廠家給的配置單上，主動均衡是一個“選配”功能。被動均衡的BMS裝機量較大，占據新能源汽車市場較高的份額，遠遠高於主動均衡BMS的(de)市(shi)場(chang)份(fen)額(e)。國(guo)內(nei)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)主(zhu)要(yao)是(shi)中(zhong)低(di)端(duan)產(chan)品(pin)，考(kao)慮(lv)到(dao)成(cheng)本(ben)及(ji)配(pei)置(zhi)需(xu)求(qiu)方(fang)麵(mian)，被(bei)動(dong)均(jun)衡(heng)相(xiang)對(dui)較(jiao)易(yi)接(jie)受(shou)。隨(sui)著(zhe)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)產(chan)品(pin)的(de)向(xiang)高(gao)端(duan)發(fa)展(zhan)，對(dui)BMS的要求也越來越高


，主動均衡技術將成為未來的發展趨勢。

 

在軟件方麵其最核心的技術在於SOC的估測算法
，電動汽車動力電池的電荷狀態估測是BMS控製算法的核心所在，直接影響到電動汽車的使用壽命和運行穩定性狀態。SOC 是BMS中最重要的參數，目前大部分BMS廠家的SOC估算精度是在5%以內的，部分是在8%以內。

 

對於BMS的de技ji術shu，目mu前qian各ge大da芯xin片pian廠chang家jia都dou推tui出chu了le自zi己ji的de解jie決jue方fang案an
，以yi及ji針zhen對dui性xing的de底di層ceng芯xin片pian
，供gong廠chang家jia進jin行xing二er次ci開kai發fa。常chang用yong的de主zhu流liu方fang案an以yi及ji芯xin片pian有you這zhe麼me幾ji個ge大da的de廠chang商shang，TI（德州儀器）
、ST（意法半導體）、ADI（亞德諾）
、ATMEL（艾特梅爾）、Infinen（英飛淩）
、Linear（淩力爾特）
、Maxim（美信）等廠家。國內的BMS企業都是在此基礎上進行二次開發，包括硬件設計，軟件的搭建等。

 

 

鋰離子電池組包含大量的電池單元，必須正確監控才能提高電池效率，延長電池壽命確保安全性。方案中的 6 通道 AD7280A 器件充當主監控器，向係統演示平台評估板提供精確的電壓測量數據
，而 6 通道 AD8280 器件充當副監控器和保護係統。

 

AD8280 是一款用於鋰離子電池組的純硬連線安全監控器
，配合 AD7280A 使用時
，可提供具有可調閾值檢測和共用或單獨報警輸出的低成本
、冗餘、備用電池監控器。它具有自測功能
，因此適合混合動力電動汽車等高可靠性應用或者不間斷電源等高壓工業應用。AD7280A 和 AD8280 均從監控的電池單元獲得電源。

 

ADuM5404集成一個DC-DC轉換器，用於向ADuM1201和ADuM1401隔離器的高壓端供電，以及向AD7280ASPI接口提供VDRIVE電源。這些4通道

、磁性隔離電路是安全
、可靠、易用的光耦合器替代解決方案。

 

 

 

 

　　單顆處理 4-6 s 前端

 

　　12 Bit ADC 采樣，平均每通道采樣時間1 us

 

　　能夠對6個通道的電壓和溫度進行監測
，典型

 

　　精度達±1.6 mV （典型值）

 

　　多個 AD7280A 可采用菊花鏈連接，單個電路

 

　　板最多可監控 48 個電池單元
，轉換隻需7 μs

 

　　提供被動式電池單元平衡控製功能

 

　　轉換模式下功耗小於6 mA

 

　　斷電模式下功耗小於1.8 uA

 

　　SPI 通信提供CRC 校驗保證數據的可靠性

 

 

　　電壓範圍：6.0 V–30 V

 

　　多路輸入可監控 3-6 路電池電壓和 2 個溫度

 

　　可調監控閥值：過壓、欠壓

、過溫

 

　　報警選項：單獨或者共用報警

 

　　可通過菊花鏈方式連接

 

 

 

 

TI推薦電動車所采用的主動均衡方式：每個電池芯藉由矩陣開關控製變壓器與充電線路的組合，形成一個有調整功能的電壓／電(dian)流(liu)蓄(xu)水(shui)池(chi)的(de)功(gong)能(neng)，當(dang)電(dian)池(chi)芯(xin)由(you)於(yu)多(duo)次(ci)充(chong)放(fang)電(dian)後(hou)產(chan)生(sheng)不(bu)一(yi)致(zhi)性(xing)而(er)導(dao)致(zhi)整(zheng)組(zu)電(dian)池(chi)充(chong)放(fang)電(dian)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang)，可(ke)藉(ji)由(you)後(hou)端(duan)連(lian)接(jie)蓄(xu)水(shui)池(chi)的(de)線(xian)路(lu)做(zuo)調(tiao)整(zheng)，充(chong)電(dian)時(shi)不(bu)會(hui)因(yin)為(wei)監(jian)控(kong)到(dao)某(mou)個(ge)電(dian)池(chi)芯(xin)內(nei)壓(ya)過(guo)高(gao)而(er)停(ting)止(zhi)充(chong)電(dian)，放(fang)電(dian)時(shi)也(ye)可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)的(de)100%的釋放能源，進而延長電動車的行駛距離。

 

TI在隔離式DC-DC主動均衡技術的能源轉換效率高達87%。像EM1410芯片組由5顆核心芯片加上5顆電源供應芯片所組成，其中最主要的 EMB1432為十四信道AFE芯片、EMB1428為七信道閘控製器芯片，與EMB1499為七信道電壓控製芯片等
，來建構十四通道雙向主動式電池芯均衡功能，串聯14顆電池芯與最高60V工作電壓，提供5V雙向均衡電壓與最大750V堆棧輸出電壓能力
，並滿足AECQ-100車用電子驗證標準。

 

 

 

　　單顆處理 14S前端模擬

 

　　最高輸入耐壓60V

 

　　輸出電壓誤差為+/- 1mV

 

　　SPI 通訊支持1MHz

 

　　符合ACE-Q100汽車規範

 

 

　　最高輸入耐壓60V

 

　　SPI 通訊支持1MHz

 

　　最低待機功耗（<100uA）

 

　　符合ACE-Q100汽車規範

 

 

　　最高輸入耐壓60V

 

　　SPI 通訊支持1MHz

 

　　最低待機功耗（<30uA）

 

　　符合ACE-Q100汽車規範