電池管理系統(tǒng)BMS主要功能規(guī)范

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2023-02-23 10:39:20 718

高壓上下電管理

高壓上電管理：BMS進行自檢狀態(tài)，通過檢測后等待VCU上電指令，在接收到VCU上高壓電指令后，BMS控制閉合主負、預充繼電器進行預充，當檢測到MCU輸入電壓大于母線端電壓的95%，預充完成，閉合主正繼電器，延遲一段時間后，斷開預充繼電器，高壓上電完成，進入BMS工作模式。KL15為OFF狀態(tài)，或者BMS收到VCU/TBOX下電指令時，則先后斷開主正繼電器和主負繼電器。BMS將控制器狀態(tài)反饋給VCU。

高壓下電管理：正常下電過程，檢測到駕駛員正常下電指令，VCU發(fā)送下電指令，BMS接收到指令后先后斷開高壓回路正負極繼電器，需要考慮工作電流的大小，車速等車輛狀態(tài)信息。緊急下高壓，當車輛出現(xiàn)嚴重故障時，例如碰撞故障，BMS應立即下高壓，切斷動力輸出。

充電管理

BMS根據(jù)電池溫度和SOC對電池系統(tǒng)的充電功率MAP進行查表，從而確定系統(tǒng)的當前最大允許的充電電流。充電時，BMS把電池系統(tǒng)的單體最高電壓、最高總壓、最高溫度以及當前允許充電的最大電流、標稱能量、SOC和當前電池電壓等信息與充電設備（充電樁或車載充電機）進行交互，從而使電池系統(tǒng)按照適配的充電電壓、充電電流和充電方法進行充電，并將充電信息顯示到儀表上。同時，根據(jù)充電電流大小和電池SOC估算充電剩余時間。

充電技術分為：慢充、快充、無線充電、預約充電、換電等補電的方式。

慢充：主要由BMS、VCU、OBC、PDU、儀表等控制器參與。OBC檢測CC、CP，并與慢充樁進行交互，并將交流轉成直流電，BMS控制充電的過程、VCU決定充電的使能與不使能，PDU中執(zhí)行慢充繼電器的控制，儀表顯示充電SOC，充電電流，充電時間，充電的提示信息等。

快充：主要由BMS、VCU、PDU、儀表等控制器參與。BMS與快充樁進行交互，VCU決定充電的使能與不使能，PDU中執(zhí)行慢充繼電器的控制，儀表顯示充電SOC，充電電流，充電時間，充電的提示信息等。

無線充電：主要由BMS、VCU、無線充電控制器、PDU、儀表等控制器參與。類似于慢充的方式。

預約充電：主要由APP、大屏、BMS、VCU、OBC、PDU、Tbox、GW、儀表等控制器參與，實現(xiàn)預約充電的兩種方式遠程預約和本地預約，一般車企只會實現(xiàn)一種。遠程預約：可以預約充電時間和預約充電的電量。實現(xiàn)的方式是：當用戶在APP端進行充電功能預約時，請求信息發(fā)送給TSP平臺，由TSP平臺發(fā)送給車端的Tbox，車端Tbox存儲請求信息，達到時間后Tbox將請求信息通過GW下發(fā)到對應的網(wǎng)段，喚醒車輛網(wǎng)段。本地預約：用戶通過大屏設置充電信息，通過儀表進行轉發(fā)到車端Tbox存儲請求信息，達到時間后Tbox將請求信息通過GW下發(fā)到對應的網(wǎng)段，喚醒車輛網(wǎng)段。

電池狀態(tài)估計

SOC：主要通過安時積分法和卡爾曼濾波算法，并結合修正策略（開路電壓靜態(tài)修正（長時間靜置）、滿充修正、滿放修正（5%-95%SOC對應0-100%顯示SOC），動態(tài)修正（查表soc與實際soc的修正），不同溫度及SOH下的容量修正等），對電池的剩余容量進行估算。

SOH：BMS根據(jù)里程和車輛運行時間查表得到衰減系數(shù)，以及可以通過小電流充電時，當SOC變化時，理論充入的容量與實際充入的容量的比值；

SOE：BMS通過溫度和SOC查表得到電池的可用充放電功率SOE，考慮峰值充放電到持續(xù)充放電功率的遷移；

高壓互鎖監(jiān)測

BMS對電池接插件高壓互鎖故障進行監(jiān)測，當發(fā)生高壓互鎖故障時，考慮車輛的運行狀態(tài)（快速行車/靜止狀態(tài)/充電狀態(tài)），進行報警，限功率以及下高壓處理。或者將故障上報VCU進行決策處理。

絕緣監(jiān)測

BMS對電池系統(tǒng)絕緣故障進行監(jiān)測，當發(fā)生絕緣故障時，考慮車輛的運行狀態(tài)（正常行車/靜止狀態(tài)/充電狀態(tài)），進行報警，限功率以及下高壓處理。或者將故障上報VCU進行決策處理。

碰撞監(jiān)測

BMS對整車碰撞故障進行監(jiān)測，當發(fā)生碰撞故障時，進行緊急下高壓處理。

熱管理

快慢充過程熱管理：當電池最低溫度過低時，閉合充電繼電器和加熱繼電器，啟動加熱系統(tǒng)，當電池最低溫度大于正常閾值時，斷開加熱繼電器，恢復正常充電，當加熱過程中溫差過大時停止加熱；

行車前及過程中熱管理：電池溫度的控制，當電池溫度過高時，打開水泵及散熱風扇對電池進行降溫，當電池溫度低時，打開電池PTC進行加熱。

電池均衡管理

當最大最小SOC的閾值大于某值時，根據(jù)工作電流、PCB溫度、SOC值，車輛狀態(tài)等條件，決定是否開啟均衡，并根據(jù)設計的均衡電流，計算均衡時間。

電池故障分析及在線報警

發(fā)生判斷條件：

（1）最小單體電壓低于某一閾值，持續(xù)一段時間。

（2）最高電池溫度大于某一閾值。

（3）單體溫度上升速度大于某一閾值。

（4）最高溫度與最低溫度的溫差大于某一閾值。

滿足以上條件中任意兩個同時成立，立即置位熱失控故障標志位，同時向車端發(fā)送信號提醒駕駛員，熱失控故障一旦觸發(fā)，無延遲性執(zhí)行故障對應動作，會立刻切斷車輛的動力輸出。

也會向云端發(fā)出報警信號，后臺監(jiān)控車輛的狀態(tài)，并進行后續(xù)的救援措施。

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