⑴ 简迷BCu与Bmc间有哪三种连接关系及其优缺点
在电池管理系统中,硬件电路通常被分为两个功能模块,即电池监测回路(Battery Monitoring Circuit,简称BMC)和电池组控制单元(Battery Control Unit,简称BCU)。 研究电池管理系统的拓扑结构,需要分两个层面来进行 BMC与各个单元电池之间的拓扑关系 BCU与BMC之间的拓扑关系 动力电池管理系统开发流程 BMC与各个单元电池之间的拓扑关系 一个BMC对应一个单元电池 每个单元电池配置一块单独的监控电路板对电池的电压、温度、电流等物理量进行监测。
根据需要可在 BMC中加入通信、均衡等控制功能,以便向BCU报告有关信息,并通过旁路电阻的方式对所管辖的单元电池实施能量耗散型的均衡管理。其特点是BMC与单元电池距离较短,采集精度高,抗干扰性好,但成本较高,能耗较大。 一个BMC对应多个单元电池 一块BMC电路板负责多个单元电池的信息监测,平均成本降低,但采集线路较长,可能导致连线的复杂程度较高,抗干扰性能相对较差,电压采集精度较低。
动力电池管理系统开发流程 BCU与BMC之间的拓扑关系 BCU与BMC共板 在某些电动汽车应用案例中,由于动力电池拦坦扒个数较少,电池管理系统的规模相对较小,BCU和BMC可以设计在同一块电路板上,对车上所有动力电池进行统一管理。
星型 BCU位于中央位置,通常带有一个总线集中模块,通过总线与BMC连接,使多个BMC能共享通信信道。优点是便于进行介质访问控制,缺点是通信线路较长,难维护,可扩展性差,受总线集中模块端口的限制,不能随意增加多个BMC单元。 总线型 每块BMC都是通信总线的一部分,用于通信信道的线材开销相对较小,连接方式更为灵活,可扩展性强,但 存在通信线路的相互依赖性较高的问题。
动力电池管理系统开发流程 理想的动力电池管理系统:能适应不同类型的动力电池,能适应不同的汽车动力系统。 现实问题: 不同类型的电池具有不同的工作特性,在电池的充放电保护门限电压、均信闹衡措施的实现方式等方面存在简昌很大差异 即使电池种类相同,不同厂家生产的电池产品或同一厂家不同批次的电池产品存在一定的差异性,造成电池剩余电量评估算法、均衡管理策略的不一致 动力电池可能面临不同的使用环境、工作条件,需要根据不同的环境、条件确定均衡电路等硬件,从而确定最终设计方案 解决方案 设计通用的简单保护板 为特定的电池定制较为复杂的解决方案 。
动力电池管理系统开发流程 定制电池管理系统的步骤: 根据厂家提供的数据以及前期对电池样本评测的记录,掌握相关型号的动力电池的工作特性; 确定动力电池管理系统的基本设计方案,包括: 选择一种合适的拓扑结构形式 确定电池的安全保护策略 建立动力电池模型,设计剩余电量评估算法 确定均衡管理策略、能量控制策略 根据以上方案设计相应的软、硬件系统,并进行可靠性验证 动力电池管理系统开发流程 谁来开发电池管理系统?
由电池生产企业开发:电池管理系统通用性较强,但未必能根据汽车的使用工况进行优化 由汽车生产企业开发:电池管理系统通用性差,同时企业需要耗费大量的时间去了解、掌握动力电池的特性,生产成本随之上升。 由第三方开发:所得的结果介于以上两者之间,第三方应配置一定的开发、试验、检测和验证所需的软件和硬件资源,即熟悉动力电池使用特性,又熟悉汽车运行特点。
具体工作又有哪些? 优化硬件设计,综合考虑体积、重量、成本等多方面因素对硬件保护电路、均衡电路、电池组加热和散热组件等进行优化 软件系统的自适应性设计,能再汽车的正常使用过程中自适应地获取特性参数,具备较为智能化的SOC、SOH算法 低功耗设计,从软硬件两个方面努力,尽量降低管理系统的功耗 做好防水、防尘、抗震、安装固定、散热等方面的设计 动力电池管理系统开发流程 动力电池管理系统开发的前期工作 确定BMS的各项功能 根据整车对动力电池及其管理系统所提出的需求,确定系统的全部功能,编写功能说明书 确定BMS的拓扑结构 根据整车对动力电池及其管理系统所提出的需求,确定BMC、BCU与所有单元电池之间的拓扑关系,绘制电池管理系统拓扑结构图 动力电池特性测试 对动力电池的充放电特性、容量特性、内阻特性等进行测试,以便相应地进行硬件保护电路设计、SOC评估算法设计以及能量管理策略设计等。
动力电池管理系统开发流程 动力电池管理系统软硬件设计与实现 硬件设计及实现 BMS硬件设计除要考虑电路板设计、元器件选型工作以外,还需特别注意绝缘耐压设计、抗电磁干扰设计、电磁兼容设计、通风散热设计以及通信隔离设计等工作。