一、BMS電池管理系統(tǒng)開發(fā)流程
電池管理系統(tǒng)作為新能源汽車的核心系統(tǒng)之一,,其開發(fā)和設(shè)計(jì)成本占據(jù)了整個電池包的20%,,可見其重要性,一般電池管理系統(tǒng)的開發(fā)分為三個階段:
1,、電池管理系統(tǒng)開發(fā)的前期工作
電池管理系統(tǒng)的開發(fā)過程是從“確定BMS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”,、“確定BMS的各項(xiàng)功能”、“動力電池特性測試”這三項(xiàng)工作開始的:
(1)確定BMS的各項(xiàng)功能
指的是根據(jù)整車對動力電池及其管理系統(tǒng)所提出的需求,,選定各項(xiàng)基本功能的一部分或者全部,確定系統(tǒng)的全部功能,,編寫功能說明書,。
(2)確定BMS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
指的是根據(jù)整車對動力電池及其管理系統(tǒng)所提出的需求,確定BCU,、BMC與所有單元電池之間的拓?fù)潢P(guān)系,,繪制電池管理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
(3)動力電池特性測試
這是一個在電池管理系統(tǒng)開發(fā)過程中常被忽視的重要環(huán)節(jié),。實(shí)際上,,在進(jìn)行BMS的軟硬件設(shè)計(jì)之前,必須要對動力電池的充放電特性,、容量特性,、內(nèi)阻特性等進(jìn)行測試,以便相應(yīng)地進(jìn)行硬件保護(hù)電路設(shè)計(jì),、SoC評估算法設(shè)計(jì)以及能量管理策略設(shè)計(jì)等,。
2、電池管理系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
軟硬件設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)是電池管理系統(tǒng)開發(fā)的主體工作,,軟件的開發(fā)與硬件的開發(fā)工作是相輔相成的,,即進(jìn)行軟件開發(fā)的時候需要兼顧到各部分硬件的可執(zhí)行為,而進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的時候需要充分考慮到軟件算法復(fù)雜度,。
(1)硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
在進(jìn)行BMS硬件設(shè)計(jì)的過程中,,除了實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的電路板設(shè)計(jì)及元器件選型等工作以外,還需要特別注意耐壓絕緣設(shè)計(jì),、抗電磁干擾設(shè)計(jì),、電磁兼容設(shè)計(jì),、通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)以及通信隔離設(shè)計(jì)等五項(xiàng)工作,因?yàn)檫@些內(nèi)容對于電動汽車而言有著非常特殊的重要意義,。
(2)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
電池管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)際上是由許多個功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)組合而成的,。這些功能模塊包括:安全保護(hù)策略、(充放電)能量控制策略,、電池均衡控制策略,、SoC評估算法、SoH評估算法等,。除此以外,,還要為通信及智能故障診斷機(jī)制留有足夠的資源以及保證足夠快的響應(yīng)時間。
3,、BMS單元測試及動力電池組整體測試
在完成電池管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),、制作以及軟件系統(tǒng)的編程、調(diào)試以后,,所制訂的電池管理系統(tǒng)的各項(xiàng)基本功能就可以實(shí)現(xiàn)了,。接下來需要做的就是大量的測試工作,其中包含BMS本身的單元測試以及整個動力電池組的整體測試,。
(1)BMS的單元測試
BMS的單元測試,,主要包括各項(xiàng)功能測試,即要測試BMS的各項(xiàng)策略,、功能是否滿足設(shè)計(jì)要求,。此外,還需要進(jìn)行BMS的電磁兼容性測試,、抗電磁干擾測試等,。
(2)動力電池組整體測試
從根本上說,電池管理系統(tǒng)的可靠性,、穩(wěn)定性等需要與動力電池組的整體測試聯(lián)合進(jìn)行,。
二、開發(fā)電池管理系統(tǒng)需要注意的事項(xiàng)有哪些
電池管理系統(tǒng)在確保電池安全運(yùn)行,、充分發(fā)揮電池性能,、保護(hù)電池等方面發(fā)揮著重要的作用,在進(jìn)行電池管理系統(tǒng)的開發(fā)時,,主要注意以下五大事項(xiàng):
1,、注意測量的準(zhǔn)確度和速度
一直以來,工程師首先關(guān)注的是 BMS 的測量準(zhǔn)確度,。如果系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,,缺乏有價值的信息,用戶將會有巨大的挫敗感,。因此,,在BMS 測量每個電池單體的狀態(tài)時,,準(zhǔn)確度必須非常高,而且速度也必須非???,否則,當(dāng)芯片讀完電池組的最后一個單體時,,第一個單體的報(bào)告測量值已經(jīng)不再準(zhǔn)確,,應(yīng)用系統(tǒng)無法提供真實(shí)反映電池荷電狀態(tài)的結(jié)果。
2,、注意安全性
BMS 安全性往往會被很多設(shè)計(jì)人員所忽視,。BMS系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度有助于提高電池性能,還可以確定在電池上是否存在過壓和欠壓,,或者是否出現(xiàn)過熱或過流,。如在發(fā)生碰撞事故時,電動汽車必須能夠判斷電池參數(shù)不在正常安全值內(nèi),,并立即啟動電池關(guān)閉程序,,否則會造成災(zāi)難性損失。
3,、注意性價比
隨著新能源汽車越來越便宜,,成本制約因素變得越重要,功能強(qiáng)大但價格太高的系統(tǒng)會失去大部分吸引力,,如果在滿足需求的前提下降低成本是開發(fā)工程師需要重點(diǎn)考慮的。
4,、注意生態(tài)系統(tǒng)
一個優(yōu)秀的BMS離不開一個良好的生態(tài)系統(tǒng),。電子工程師需要根據(jù)客戶的需求,去了解電池的生態(tài)系統(tǒng),,熟悉各個電池單元的作用及組成,,知道怎么搭配電子元件,采取措施預(yù)防BMS系統(tǒng)出錯,,也要清楚BMS的軟硬件生態(tài)系統(tǒng),。
5、注意新技術(shù)
通常,,電子工程師在設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)品時力圖著眼于未來,。但是對于BMS來說不一樣的,工程師設(shè)計(jì)不僅需要考慮到以后的電池變化趨勢,,也要考慮到目前正在使用BMS的所有新產(chǎn)品,。