在保證電池系統(tǒng)安全的設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了電池單體特性、電池模組設(shè)計(jì)、電池包的結(jié)構(gòu)和排氣設(shè)計(jì)以外，就要數(shù)電池管理系統(tǒng)最有主控性。這里想做一個(gè)系列文章，分別介紹電池管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)、乘用車(chē)管理系統(tǒng)、電動(dòng)大巴管理系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)的發(fā)展四個(gè)部分，這是第一篇。

從鎳氫電池開(kāi)始，電池由于其本身的特性，需要電池管理系統(tǒng)來(lái)管理，它也是新能源汽車(chē)整體架構(gòu)中的要素之一。從總體來(lái)看，電池管理系統(tǒng)的主要目的是測(cè)量電池狀態(tài)、延長(zhǎng)電池的使用壽命。電池管理系統(tǒng)的常見(jiàn)功能模塊根據(jù)初步劃分，也可以分為測(cè)量功能、狀態(tài)計(jì)算功能、系統(tǒng)輔助功能和通信與診斷。

第一部分測(cè)量功能

1)基本信息測(cè)量：電池電壓，電流信號(hào)的監(jiān)測(cè)，電池包溫度的檢測(cè)

電池管理系統(tǒng)有著最基本功能就是測(cè)量電池單體的電壓，電流和溫度，這是所有電池管理系統(tǒng)頂層計(jì)算、控制邏輯的基礎(chǔ)。如圖1所示，電池管理系統(tǒng)目前從電池這里獲取的直接物理參數(shù)就是只有電壓、溫度和電流。

圖1電池管理單元概覽

1.1單體電壓測(cè)量和電壓監(jiān)控

單體的電壓，對(duì)于電池管理系統(tǒng)有幾種意義，一是可以用來(lái)累加獲取整個(gè)電壓，二是可以根據(jù)單體電壓壓差來(lái)判斷單體差異性，三是可以用來(lái)檢測(cè)單體的運(yùn)行狀態(tài)。單體的電壓的采集和保護(hù)，目前都用ASIC來(lái)完成，而考慮采集電壓的精度不僅僅需要考慮ASIC電路本身的精度，也需要考慮單體電壓采樣線束、線束保護(hù)用熔絲、均衡狀態(tài)等多項(xiàng)內(nèi)容。由于對(duì)電壓采集精度的敏感度，與電池化學(xué)體系和SOC范圍(SOC兩端的需求往往較高)都有關(guān)系，實(shí)際上的ASIC采集得到的電壓數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)還原成接近電池本身的電壓。

圖2單體采集電路模型

1.2電池包電壓測(cè)量

在后續(xù)計(jì)算SOC的時(shí)候，往往會(huì)用電池組的總電壓來(lái)核算，這是計(jì)算電池包參數(shù)重要參量之一；如果由單體電壓累加計(jì)量而成本身電池單體電壓采樣有一定的時(shí)間差異性，也沒(méi)辦法與電池傳感器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確對(duì)齊，因此往往采集電池包電壓來(lái)作為主參數(shù)來(lái)進(jìn)行運(yùn)算。在診斷繼電器的時(shí)候，是需要電池包內(nèi)外電壓一起比較的，所以這里一般測(cè)量電池包電壓至少有兩路V0和V1，如圖3所示。

圖3BMS高壓采集