电动汽车BMS的功能分配

1

前段时间大众汽车Volkswagen宣布召回在美国销售的电动版高尔夫轿车e-Golf原因是其电池管理系统可能会将内部电流浪涌当成电流临界条件从而导致车辆的电动马达突然熄火首先我们来看一下Volkswagen的电池结构

这里大概率的情况是电池管理系统检测到了高的电流脉冲然后进行了保护这个故障的等级定义比价高

我们在考虑这个事情的时候可以把德系的架构都拿来看看其实是属于将电池管理系统至于比较高等级的BMS主模块ASILC

我是觉得可以把BMS的很多算法直接放在VCU里面我们做如下分析

一测量功能

1基本信息测量电池电压电流信号的监测电池包温度的检测电池管理系统有着最基本功能就是测量电池单体的电压电流和温度这是所有电池管理系统顶层计算控制逻辑的基础

2绝缘电阻检测电池管理系统内需要对整个电池系统和高压系统进行绝缘检测

3高压互锁检测HVIL用来确认整个高压系统的完整性的当高压系统回路完整性受到破坏的时候启动安全措施

二估算功能

1SOC和SOH估计核心也是最难的部分

2均衡出现单体之间SOC×容量不均衡的时通过均衡电路进行调整

3电池功率限制电池在不同的SOC&温度下其输入和输出的功率是有一定限制的

三其他功能

1继电器控制包括主+主-充电继电器+充电继电器-预充继电器

2热控制

3通信功能

4故障诊断及报警

5容错运行

细致的可以看下面这个图

一个完整的BMS的软件工作比例

我个人觉得未来的发展方向是

1保留功能

a单体相关的功能电压电流和温度测量&保护

b均衡执行电路

c通信

d最小诊断和最少的记录

2转移的功能

aSOx的算法和功率限制

b高压测量

c继电器控制和诊断

d热管理控制

这里的主要原因是其实BMS如果做SOCSOH其实对BMS的运算能力有了更高的要求BMS需要考虑整车的安全其实本身所有的估算还是要放到VCU层面去进行故障处理那问题来了我们为何不直接在VCU内进行处理呢?

相比较而言

aVCU可以从整个总线网络上获取各个点的电压逆变器配电盒电池包

bVCU可以获取主要的电池包电流和逆变器电流如果前者失效就尽量关掉HVAC来推断整个电流

cVCU缺的是电池包内的问题但是可以根据多点的温度估算

dVCU本身就是一个很高等级的部件

这样的好处有

aBMS里面的功能可以做的很简单

bBMS完全可以模块化在不同的地方

cBMS里面将厂家的高低完全降低可以在VCU里面做校正来实现多供应商切换

dBMS和模组也可以进行分离了

e理论上这样成本和IP更好一些

f这样车企完全对电池寿命和保修负责需要更多的单体和模组数据

如下表所示

小结

1我相信未来会变得非常简单BMS这么多企业完全不正常车企最终会掌握电池的实际情况把后期的数据和前期的测试数据进行分析这种循环其实电池厂不具备

2理论上这种刷写不牵涉到电池厂家响应速度也快一些