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储能系统

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。

 

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。

 

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

CAN通讯

将采集的数据上传给主控单元。

 

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。

 

 

 

高压模块

 

 

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

 

绝缘电阻计算

计算正负母线对整车地的绝缘电阻。

 

CAN通讯

将采集的数据上传给主控单元。

 

主控单元

管理功能

系统自检,检查各功能模块的工作状态。

 

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。

 

 

 

 

报警及切断控制

 

 

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)

 

 

 

日志记录

 

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)

 

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。

 

 

 

 

 

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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)。

 

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

 

 

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。

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