电动汽车BMS
深圳科源恒泰科技有限公司开发的电动车辆电池管理系统(BMS)采用模块式结构,由主控模块、采集模块和高压模块构成,每个主控模块可连接20个采集模块和一个高压模块,最多管理电池数量为600串。
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1. 概述
深圳科源恒泰科技有限公司开发的电动车辆电池管理系统(BMS)采用模块式结构,由主控模块、采集模块和高压模块构成,每个主控模块可连接20个采集模块和一个高压模块,最多管理电池数量为600串。
主控模块通过内部CAN获取高压模块的总电压、电流、绝缘电阻数据和采集模块的单体电池电压与温度数据;根据获取的数据计算SOC,单体电池欠压与过压报警(可切断充放电回路),电池组欠压与过压报警(可切断充放电回路),温度过高与过低报警(可切断充放电回路),SOC过高与过低报警(可切断充放电回路),绝缘电阻过高与过低报警(可切断充放电回路),充放电电流过高报警(可切断充放电回路);IO输入检测(比如钥匙状态)及输出控制;通过整车CAN总线给EVC或显示屏发送电池组工作状态参数(报警状态、电池组电压、充放电电流、SOC、最大单体电池电压等);通过外部CAN总线控制充电机充电(设置充电电流与充电电压)。
高压模块负责总电流、总电压采集与绝缘电阻计算(可选),及给主控模块上传数据。
采集单元用于采集单体电池的电压及温度、散热与加热控制、均衡控制及给主控模块上传数据。
2. 系统工作原理图
图表 2 1 BMS连接结构图
3. 主要功能
系统 |
项目 |
详细功能 |
备注 |
采集模块 |
单电压采集 |
采用汽车专用芯片,对单电池的电压进行采样,使单体电池的电压采样精度更高、速度更快。 |
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温度采集 |
采用汽车级线性温度传感器,对电池进行多点温度采样,同时增加了外部环境温度传感器,有效降低了环境温度对电池箱的温度有效值的影响。 |
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均衡模块 |
采用充放电全程均衡控制策略,使均衡时间更短,效果更明显。 |
选配不适合快充 |
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CAN通讯 |
将采集的数据上传给主控单元。 |
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热管理 |
根据电池温度控制加热与散热,使电池处在最佳工作状态。 |
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高压模块
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电流采集 |
使用高精度电流传感器采集充放电电流。 |
可选接触式或非接触式 |
总电压采集 |
采集电池组的总电压 |
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绝缘电阻计算 |
计算正负母线对整车地的绝缘电阻。 |
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CAN通讯 |
将采集的数据上传给主控单元。 |
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主控单元 |
管理功能 |
系统自检,检查各功能模块的工作状态。 |
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SOC估算 |
通过对电流以及单电压实时监测,计算电池电荷状态。 |
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报警及切断控制
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单体电池欠压与过压报警(可切断充放电回路),电池组欠压与过压报警(可切断充放电回路),温度过高与过低报警(可切断充放电回路),SOC过高与过低报警(可切断充放电回路),绝缘电阻过高与过低报警(可切断充放电回路),充放电电流过高报警(可切断充放电回路)
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日志记录
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日志记录共有两大功能,一是事件日志,记录开机及充放电信息(包括开关机时间、充放电类型、SOC等信息);二是报警日志,记录BMS报警信息(包括报警类型,报警时的总电压、单体电压等) |
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CAN通讯 |
主控模块共有三个独立的CAN,分别是内部CAN,整车CAN与外部CAN。内部CAN用于与采集模块、高压模块及PC机监控模块通讯;整车CAN用于与整车控制器、车载显示仪表通讯;外部CAN用于与充电机及其它的设备通讯。 |
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充电管理 |
通过外部CAN总线控制充电机的打开与关闭,及充电电流与充电电压。 |
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IO输入状态检测 |
通过IO检测外部输入状态,比如钥匙状态,充电机工作状态等。 |
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IO输出控制 |
通过IO控制内部继电器驱动外部功率型设备(如控制正负母继电器),及输出工作状态信号(如给电机控制器输出准备好信号)。 |
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图表STYLEREF 1 \s3‑SEQ图表\* ARABIC \s 11BMS功能列表
4. 主要技术指标
工作参数:
项目 |
技术参数 |
项目 |
技术参数 |
工作电压 |
DC 8V~16V |
主控模块功耗 |
3.5 W |
采集模块功耗 |
3 W |
高压模块功耗 |
3 W |
工作温度 |
-40℃~85℃ |
储存温度 |
-40℃~125℃ |
通讯 |
CAN2.0B / RS232 |
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图表STYLEREF 1 \s4‑SEQ图表\* ARABIC \s 11BMS主要参数
测量精度:
项目 |
技术参数及精度 |
项目 |
技术参数及精度 |
总电压 |
0-1000V 0.3% FSR |
电流 |
0-800A 1% FSR |
温度 |
±0.5℃(-10~85℃),±2℃(-55~-10℃, 85~125℃) |
单体电压 |
0-5V 0.3% FSR |
绝缘 |
<1MΩ |
SOC |
SOC≥80% 精度≤3% 80%>SOC>20%精度≤5% SOC≤20% 精度≤3% |
图表STYLEREF 1 \s4‑SEQ图表\* ARABIC \s 12BMS检测精度表
其它参数:
项目 |
技术参数 |
项目 |
技术参数 |
均衡电流 |
40mA |
IO输出 |
14路,其中6路驱动电流为2A |
IO输入 |
8路 |
过流保护延时 |
≦500ms |
图表STYLEREF 1 \s4‑SEQ图表\* ARABIC \s 13BMS其它参数
5. 产品尺寸图
(1)标准产品
我公司的标准产品配置为主从结构,一个主控模块配置一个高压模块和多个采集模块,最多支持600串电池,每个采集的电池数量有16路、32路、60路三种规格,采用AMP汽车专用接插件,下图为主控模块、60路采集模块与高压模块以及16路主控模块、采集模块与高压模块的安装尺寸图:
60路主控模块BCU尺寸:
图表STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 1160路bcu尺寸图
60路高压模块BHU尺寸:
图表STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 1260路bhu尺寸图
60路采集模块BMU尺寸:
图表STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 1360路bmu尺寸图
60路产品外观尺寸表:
主控模块 |
176*130*35mm |
采集模块 |
306*130*35mm |
高压模块 |
130*117*35mm |
图表STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 14外观尺寸表
16路主控模块BCU尺寸:
STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 1516路bcu尺寸图
16路高压模块BHU尺寸:
STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 1616路BHU尺寸图
16路采集模块BMU尺寸:
STYLEREF 1 \s5‑SEQ图表\* ARABIC \s 1716路BMU尺寸图
16路产品外观尺寸表:
主控模块 |
148*95*45mm |
采集模块 |
148*95*45mm |
高压模块 |
130*117*35mm |
6. 典型车型布局线路图
7. 定制说明
我公司接受客户定制,与整车厂及电动车辆动力电池包供应商进行同步开发,可为客户提供与电动车辆相关状态机设计,通信协议设计,开发更高效稳定可靠的BMS系统。