电池管理系统BMS控制策略方案书
BMS系统方案范文
BMS系统方案范文BMS系统(电池管理系统)是一种电子系统,用于对电池进行监测、控制和保护。
随着电动车、储能系统和可再生能源的快速发展,BMS系统变得越来越重要。
BMS系统能够大大提高电池组的安全性、寿命和性能,同时也能优化能源利用效率。
BMS系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括传感器、电压和电流测量器、温度传感器、继电器和保险丝等,用于收集电池组的各种参数数据。
软件部分则负责监控和控制电池组,通过预测和响应电池组的状态变化来保护电池,并提供相关数据用于分析和优化。
BMS系统的主要功能包括电池参数监测、电池SOC(State of Charge)、SOH(State of Health)和SOP(State of Power)估计、电池均衡控制、电池温度控制和保护、通信和故障诊断等。
其中,电池参数监测功能包括对电池组的电压、电流、温度等各项参数进行实时监测和记录,以便及时发现电池组的异常状况。
SOC和SOH估计功能通过算法对电池组的放电曲线进行分析,估计电池的剩余电量和健康状况,以便及时提醒用户充电或维护电池。
电池均衡控制功能通过控制电池组内部的均衡器,使各个单体电池之间的电荷均衡,以延长电池的使用寿命和提高能源利用效率。
电池温度控制和保护功能通过监测电池组的温度和控制冷却机制,保持电池在安全和稳定的温度范围内工作,避免过热或过冷对电池造成伤害。
通信功能通过与其他车辆或系统进行数据交换和共享,实现电池组的联网和远程监控。
故障诊断功能通过分析电池组的参数和状态变化,判断电池组的故障类型和位置,提供有效的故障排除和维护方案。
BMS系统的选择应该根据具体的应用需求和电池组的特性来进行。
不同的电池类型、容量和工作环境需要不同的BMS系统。
一般来说,BMS系统应具备高精度的数据采集和处理能力,以保证对电池组的准确监测和控制。
同时,BMS系统应具备较高的安全性和可靠性,以保证电池组在各种工作条件下的安全和稳定运行。
储能bms控制策略
储能bms控制策略储能BMS控制策略随着能源需求的增长和可再生能源的广泛应用,储能系统在能源领域中的地位越来越重要。
而储能BMS(Battery Management System,储能电池管理系统)作为储能系统的核心控制设备,其控制策略的优劣直接影响着储能系统的性能和寿命。
储能BMS的主要功能是对储能电池进行监测、管理和控制,以提高储能系统的安全性、可靠性和性能。
其控制策略的设计应综合考虑电池的特性、系统的需求以及环境因素等多方面因素。
储能BMS需要对电池进行实时监测,包括电池的电压、电流、温度等参数。
通过监测电池的状态,可以及时发现异常情况,并采取相应的措施,如降低充放电速率、调整温度控制等,以确保电池的安全运行。
储能BMS需要对电池进行管理,包括电池的充放电控制、容量估算、SOC(State of Charge,电池剩余容量)计算等。
充放电控制是指根据系统的需求和电池的状态,合理控制电池的充放电过程,以提高系统的效率和电池的寿命。
容量估算是指通过对电池的充放电过程进行监测和分析,估计电池的剩余容量,以提供准确的电量信息。
SOC计算是指根据电池的电流和容量估算结果,计算电池的剩余容量百分比,以指导系统的运行和管理。
储能BMS的控制策略还应考虑电池的均衡和保护。
电池的均衡是指对电池组中的各个单体电池进行均衡充放电,以避免电池之间的差异过大,影响整个电池组的性能和寿命。
电池的保护是指在电池出现故障或异常情况时,及时采取措施,如断开电池组与外部电路的连接,避免进一步损坏电池。
为了提高储能系统的效率和性能,储能BMS的控制策略还应考虑系统的优化调度。
通过分析系统的运行状况和外部环境的变化,合理调度储能系统的充放电过程,以提高系统的能量利用率和经济效益。
例如,在能源需求高峰时段,可以优先利用储能系统进行放电,以减少对电网的依赖;在能源供应充足时,可以利用储能系统进行充电,以提高系统的自给自足能力。
储能BMS的控制策略是储能系统性能和寿命的关键因素。
电池管理BMS解决方案概况(第1页)
电池管理BMS解决方案概况(第1页)在这里首先对多节锂电池的BMS做一个基本的概况总结。
如有错误,希望大家帮我指出改正,谢谢!电池管理系统主要有以下部件:· 1)模拟前端采集模块:主要用于对电池组电压,充电电流,放电电流,单体电压,电池温度,等参数进行采集。
通常采用隔离处理的方式。
(除温度信号。
· 2)电池保护电路模块:通常这部分是采用软件控制一些外部器件来实现的。
如通过信号控制继电器的通断来允许或禁止充放电设备或电池的工作以实现对电池保护。
· 3)均衡电路模块:主要用于对电池组单体电压的采集,并进行单体间的均衡充电使组中各电池达到均衡一致的状态。
· 4)下位机模块:信号处理,控制,通讯。
·在方案设计芯片选型中有如下规格需要注意:一、均流方式 ,如何保证各节电池的电量平衡。
被动式均流,通过耗能器件消耗能量,使其达到平衡。
缺点是发热严重。
主动式均流,通过能量转移的方式使其达到平衡。
缺点是设计复杂,成本高。
二、模拟前端芯片的选择。
主要参数对比如下:1、可测量多少节电池的级联。
2、是否自带ADC,以及ADC测量精度及转换速度。
3、与MCU通讯方式。
4、是否可级联以及最大值。
5、价格:)三、电流的测量精度。
霍尔传感器的使用。
四、过压过流过温的保护取决于ADC的测量速度,以及MOSFET的通断时间。
下面是常用的几种设计方案。
1、 ADI BMS Solution· Voltage measurement device - monitors and balances the cells (AD7280)· Isolator - brings the measurement signals across the high-voltage barrier to the battery management unit (ADuM140x or ADuM540x)· Safety monitor - enables creation of a fail-safe circuit and safeenvironment to the user (AD8280)· Battery management unit – controls and manages battery functions tooptimize operation (Blackfin ADSP-50x)2、 ATMEL BMS Solution· ATA6870每颗芯片可监控6个cell,最多可级联16颗芯片。
bms 标准控制策略
BMS标准控制策略是一种用于电池管理系统的标准控制方法。
BMS的主要功能是智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充和过放,能够有效延长电池的使用寿命。
其标准控制策略包括以下几个方面:
1. 充电状态管理:根据电池的充电状态,将其分为若干个状态等级,如充电、放电、浮充等,并根据不
同的状态等级采取相应的控制策略。
2. 充电方式选择:根据电池的充电方式,可以选择恒流充电、恒压充电、脉冲充电等不同的充电方式,
每种充电方式都有不同的优缺点,需要根据实际情况进行选择。
3. 充电时间控制:根据电池的充电容量和充电时间的关系,可以通过控制充电时间来控制电池的充电状
态,从而保证电池的正常使用。
4. 温度控制:电池的充电和放电需要在一定的温度范围内进行,超出这个范围会影响电池的性能和使用
寿命。
BMS标准控制策略可以根据电池的温度进行相应的控制,如加热、冷却等,以保证电池的正常使用。
5. 电流和电压限制:在充电和放电过程中,BMS标准控制策略可以设置电流和电压的限制,以防止电池
过充和过放,从而保护电池的安全。
总之,BMS标准控制策略是保障电池正常使用和延长其使用寿命的重要手段之一,不同类型的电池可能采用不同的BMS标准控制策略,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
电池管理系统BMS控制策略方案书
电池管理系统BMS控制策略方案书电池管理系统(BMS)是指对电池进行监测、保护和控制的系统。
它能够确保电池的安全运行,并最大限度地延长电池的使用寿命。
电池管理系统的控制策略是指在特定条件下对电池进行控制以实现系统性能优化的方案。
本文将针对电池管理系统的控制策略,提出一种可行的方案。
首先,对于电池的充放电策略,我们建议采用动态的充电和恒定的放电策略。
在充电过程中,BMS系统可以根据电池当前的状态和环境因素来调整充电电流和电压,以避免充电时间过长或过短,同时也要避免充电过程中发生过压或过电流等危险情况。
在放电过程中,BMS系统应根据电池的特性和负载要求,保持恒定的放电电流和电压,以确保电池的输出稳定性和系统的正常运行。
其次,对于电池的温度管理,我们建议采用温度限制和冷却措施相结合的策略。
BMS系统应能够监测电池的温度,并在温度达到一定限制时,自动降低充放电电流,以避免电池过热而引发安全问题。
同时,BMS系统还应配备冷却装置,例如风扇或液冷系统等,以保持电池的适宜工作温度范围。
第三,对于电池的容量估计和状态监测,我们建议采用基于电化学模型的算法和多参数估计的方法。
BMS系统可以通过监测电流、电压和温度等参数,并根据电池的电化学特性和历史数据,对电池的容量和状态进行估计。
这样可以及时发现电池的衰减和老化情况,并提醒用户进行维护和更换。
最后,对于电池的安全保护,我们建议采用多重保护措施和状态监测。
BMS系统应具备短路、过压、过电流和过温等电池保护功能,并能实时监测电池的各项参数,以确保电池工作在安全的范围内。
此外,BMS系统还应配备报警功能,一旦发生异常情况,及时通知用户或自动采取措施以保护电池和系统的安全。
综上所述,我们提出的电池管理系统BMS控制策略方案包括充放电策略、温度管理、容量估计和状态监测以及安全保护等方面的内容。
通过合理的控制策略,可以最大限度地延长电池的使用寿命,提高电池系统的性能,并确保电池和系统的安全运行。
电池管理系统BMS控制策略方案书
电池管理系统BMS控制策略方案书
摘要:
本文档旨在介绍电池管理系统(BMS)的控制策略方案。
BMS是一种广泛应用于锂离子电池等能源存储系统中的关键技术,它可以实时监测电池状态、保护电池、提高电池使用寿命。
本文将介绍BMS的基本原理、功能要求以及相关控制策略的设计。
一、引言
1.研究背景
2.研究目的
二、电池管理系统(BMS)概述
1.BMS的基本原理
2.BMS的主要功能
三、BMS控制策略设计
1.电池状态监测与故障诊断
a.温度监测与控制
b.电流与电压监测
c.电池容量估算
d.电池健康评估与故障诊断
2.电池保护与安全控制
a.过充保护
b.过放保护
c.短路保护
d.过温保护
3.充放电控制策略
a.充电控制策略
b.放电控制策略
c.SOC控制策略
四、BMS控制策略验证与实现
1.控制策略模型建立
2.仿真测试与数据分析
五、BMS控制策略改进与优化
1.改进方案设计
2.优化效果评估与分析
六、结论
附录:相关数据与图表
本文档将详细介绍BMS的基本原理和主要功能。
在BMS控制策略设计部分,将重点介绍电池状态监测与故障诊断、电池保护与安全控制以及充放电控制策略等方面的内容。
在BMS控制策略验证与实现部分,将介绍如何建立控制策略模型,并通过仿真测试与数据分析来验证策略的有效性。
最后,本文还将提出BMS控制策略的改进方案,并对其进行优化效果评估与分析。
通过本文档的研究,将有助于提高电池管理系统的性能与稳定性,延长电池的使用寿命,并提供更可靠的电能储存解决方案。
电池管理系统控制策略
电池管理系统控制策略电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)是一种控制和监测电池电量的系统。
它能够实时监测电池的状态,包括电压、电流、温度等,并根据电池的实际状态来制定控制策略,以确保电池的安全和优化使用效果。
1.电池充电策略:根据电池的充电需求,制定最佳的充电策略。
根据电池的容量和剩余电量,确定充电电流和充电时间,并监测充电电压和充电温度,以保证充电过程的安全和稳定。
2.电池放电策略:根据电池的电量需求,制定最佳的放电策略。
根据电池的容量和剩余电量,确定放电电流和放电时间,并监测放电电压和放电温度,以保证放电过程的安全和稳定。
3.温度控制策略:电池的温度是影响电池寿命和性能的重要因素。
BMS可以监测电池的温度,并根据温度变化制定相应的控制策略。
当温度过高时,BMS可以自动调整充放电策略,以降低温度;当温度过低时,BMS可以提供加热措施,以提高电池的性能和寿命。
4.电池状态估计策略:通过监测电池的电压、电流、温度等参数,BMS可以估计电池的健康状态,包括剩余容量、剩余寿命等。
这些估计结果可以用于决策控制策略,如电池的充电和放电控制,以优化电池的使用效果。
5.故障诊断策略:BMS能够监测电池的异常情况,并识别故障原因。
一旦发现故障,BMS会采取相应的措施,如提醒用户进行维修或更换电池。
通过及时的故障诊断和处理,可以保证电池管理系统的正常运行。
6.通信和数据管理策略:BMS可以与其他系统和设备进行通信,如车辆控制系统、充电桩等。
通过与其他系统的通信,BMS可以实现数据共享和协同控制,以提高整体效率和性能。
需要注意的是,不同的电池管理系统可能会采取不同的控制策略,具体的策略需要根据电池的特性、应用环境和使用需求来制定。
此外,由于电池的特性和工作条件存在一定的不确定性,BMS的控制策略需要具备一定的灵活性和适应性,以应对各种不确定性因素的影响。
总之,电池管理系统的控制策略是确保电池安全和优化使用效果的关键。
动力电池BMS整体设计方案书
硬件设计 ——电源模块
(2)系统电源模块设计
本电池管理系统使用到的供电电源为车载24V转变 成5V。 采用隔离电源模块得到电压检测、电流检测、绝缘 监测、温度检测用供电电源。 在电源输入前端加入二极管完成反向保护,两级滤 波电路有利于系统的抗干扰性。
硬件设计 ——主回路控制模块
(3)主回路控制模块设计
电流 检测线
电池管理系统整体设计 ——从控模块
从控模块主要实现电压测量、温度测量、均衡管
理、热管理和通讯等电路。
隔离 隔离 隔离 隔离
风机 控制 CAN 模块 均衡 控制 电压 检测 温度 检测
电压 检测线
24V
电源 变换 中央处理器 硬件 看门狗 存储 设备 系统 时钟
温度 检测线
模块功能描述
入口
初始化系统
电流检测与SOC计量
总电压与绝缘检测
数据处理与 故障判断
数据存储
处理232通讯
处理CAN0 (内部通信) 处理CAN1 (整车控制器) 处理CAN2 (监控终端、充电机)
系统软件设计——数据处理与SOC估算
数据处理与SOC估算
承担了电池管理系统核心的计算工作,包括电池 组的SOC,最高、最低温度,最大、最小充放电功率, 最大、最小充放电电流,最大、最小模块电压等数据 的分析计算。 SOC的估算在安时计量方法的基础上,采用电池 的OCV-SOC曲线对SOC进行修正。
SOC过高
SOC超过阀值
100%
95%
持续上报故障至故障解除
SOC过低
SOC低于阀值
10%
15%
持续上报故障至故障解除
温度过高
温度超过阀值
电池管理系统BMS系统方案设计书
项目编号:项目名称:电池管理系统BMS 文档版本:V0.01技术部2015年 7 月 1 日版本履历目录1.前言 (4)2.名词术语 (5)3.概要 (6)4.系统原理框图 (7)5.产品规格 (8)6.与同类产品的比较 (9)7.主芯片选型 (10)8.电池管理系统的要求 (11)9.控制策略的要求及设想 (12)10.驱动设计的要求及设想 (13)11.电气设计的要求及设想 (15)12.机构设计的要求及设想 (20)13.后记 (21)14.参考资料 (22)1.前言开发电动汽车电池管理系统,此系统的全面实时监控,具有良好的电池均衡性能,检测精度高。
2.名词术语BMS:电池管理系统BCU:电池串管理单元BMU:电池检测单元LDM:绝缘检测模块HCS:强电控制系统SOC: 电池荷电状态3.概要电动汽车电池管理系统(BMS),管理系统状态用于监测电动汽车的动力电池的工作状态,从而采集动力电池的状态参数,实现动力电池的SOC状态、温度、充放电电流和电压的监控。
电池管理系统主要是BMS通过CAN总线与整车控制器、智能充电器、仪表进行通讯,对电池系统进行安全可靠、高效管理。
电池管理系统包括BCU和BMU,BCU主要作用是:根据动力电池的工作状态,对电池组SOC进行动态估计,通过霍尔电流传感器,实现对充放电回路电流的实时监测,保护电池系统,可以实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信,交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息;BMU的功能是通过对各个单体电压的实时监测、对箱体温度的实时监测,通过CAN总线将电池组内各单体的电压、箱体温度以及其他信息传送到BCU,通过与智能充电桩交互数据信息,充电期间实时估算电池模块SOC,对电芯进行充电均衡,提高单节电芯的一致性,提高整组电池使用性能,对电池进行主动式冷热管理,保护电池使用寿命,延长电池寿命。
4.系统原理框图图1 系统原理图电池系统典型应用了分布式两级管理体系,由一个电池串管理单元(BCU)和多个电池检测单元(BMU)、显示屏(LCD)、绝缘检测模块(LDM)、强电控制系统(HCS)、电流传感器(CS)以及线束组成。
电池管理系统(BMS)解决方案
电池管理系统(BMS)解决方案
背景
电池管理系统(Battery Management System,BMS),通常被业内称为新能源汽车电池的“大脑”,与动力电池组、整车控制系统共同构成新能源汽车的三大核心技术。
动力锂离子电池的高能量密度特性使其成为新能源车辆的主要动力源,但由于生产工艺、使用环境的差异导致电池组的不一致性在使用过程中逐渐扩大,可能出现过充、过放和局部过热的危险,严重影响电池组的使用寿命和安全。
BMS作为保护动力锂离子电池使用安全的控制系统,时刻监控电池的使用状态,通过必要措施缓解电池组的不一致性,为新能源车辆的使用安全提供保障。
产品功能
针对新能源车辆高压电池组的电池管理系统采用分布式结构,拓扑结构如下图所示:
图一高压电池管理系统拓扑结构
BMU:BMS 总控制器 , 电池组状态计算、充放电控制等
BCU:BMS 从控制器,电池单体电压、温度采集,主动/ 被动均衡电路
IVU:电池组电流、总电压采集
绝缘模块:电池组绝缘电阻采集 , 可以与 IVU集成
同时积极开展48V BSG 系统的BMS 的研究。
48V BMS 系统的拓扑结构如下图所示,BMS 控制器负责电池单体电压、温度采集,电池组间的主、被动均衡,电池组参数计算以及充放电控制。
图二电池管理系统拓扑结构
产品参数
高压电池管理系统BMU 参数
高压电池管理系统BCU 参数
48V BSG 系统BMS 参数
成功案例
上海某新能源公司 48V BSG系统 BMS 开发项目某新能源公司 BMS 控制系统开发
天津力神电池本体模型及 SOC算法开发
国内某研究所 600V铅酸电池组管理系统开发。
BMS技术方案范文
BMS技术方案范文BMS(Battery Management System,电池管理系统)是一种对电池进行监控和控制的技术方案。
它通过监测电池的参数,如电压、电流、温度等,实时掌握电池的状态,并据此采取相应的措施来保护电池并延长其寿命。
在电池监控单元中,采用高精度的电压、电流传感器对电池参数进行采集,然后通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号传送给控制单元。
同时,温度传感器也会监测电池表面温度。
这些数据可以用于判断电池的工作状态以及是否存在故障,如电池过压、过流、过温等问题。
数据采集单元负责对传感器采集到的数据进行处理和存储。
它可以将电池的电压、电流、温度等数据进行采样和平滑处理,并将处理后的数据传送给控制单元进行进一步的分析和决策。
控制单元是BMS的核心部分,它根据采集到的电池参数和预设的阈值进行判断,并根据判断结果采取相应的控制措施。
例如,当电池的电压超过预设的最高值时,控制单元会通过输出控制信号实现对电池充电的停止,从而避免电池过充。
另外,控制单元还会根据电池的状态进行动态的电池管理策略,比如充电控制、放电控制等,来确保电池的使用安全和效率。
通讯接口是BMS与外部系统进行数据交互的接口,常见的通讯方式包括CAN总线、RS485、以太网等。
通过与车辆控制系统、能量管理系统等的通讯,BMS可以实现对整个能量存储系统的智能管理和优化控制。
除了硬件部分,BMS的软件方案也非常重要。
它可以通过数据融合和滤波算法对采集到的电池参数进行处理,提高数据的精度和可靠性。
同时,软件方案还可以通过状态估计和故障诊断算法对电池进行实时监测和故障判断,及时采取相应的措施进行维修或更换,从而减少电池故障对整个系统的影响。
BMS技术方案在电动车、储能系统、太阳能发电系统等领域都得到广泛应用。
它可以提高电池的使用寿命,提升系统的安全性和可靠性,同时还可以降低系统的能耗和维护成本。
因此,BMS技术方案在未来的能源领域具有广阔的应用前景。
电池管理系统系统方案
电池管理系统系统方案概述电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)是一种用于监测和控制电池组的设备,广泛应用于各种需要电池供电的领域,如电动汽车、太阳能储能系统和便携式电子设备等。
本文将介绍一个基础的电池管理系统的设计方案,旨在实现对电池组的状态监测、保护和数据采集等功能。
系统架构硬件部分电池管理系统的硬件部分包括传感器、采集模块、控制模块和通信模块等。
其中,传感器用于监测电池组的各种参数,如电压、电流、温度和SOC(State of Charge,即电池的剩余电量)。
采集模块负责将传感器采集到的数据进行处理和转换,然后传递给控制模块。
控制模块根据接收到的数据进行决策,并控制电池组的工作状态。
通信模块负责与外部设备进行数据交互。
软件部分电池管理系统的软件部分包括数据处理模块、决策模块和通信模块等。
数据处理模块负责将采集到的原始数据进行预处理和滤波,然后提取出有用的信息,如电池组的当前电量和健康状态。
决策模块根据提取出的信息进行决策,比如判断是否需要进行充电或放电操作,以及是否需要对电池组进行保护措施。
通信模块负责与其他系统进行数据交互。
功能需求1.电池状态监测:监测电池组的电压、电流、温度和SOC等参数,并及时提醒用户电池组的状态。
2.电池保护:当电池组的参数超出安全范围时,及时采取措施,如停止充电或放电,以保护电池组的安全。
3.充电控制:根据电池组的当前状态和用户的需求,合理控制充电过程,以延长电池组的寿命。
4.放电控制:根据电池组的当前状态和用户的需求,合理控制放电过程,以提供持续稳定的电源供应。
5.数据采集和存储:采集并存储电池组的各种参数,以便分析和评估电池组的性能和健康状况。
6.远程监控和管理:通过通信模块实现对电池组的远程监控和管理,方便用户随时获取电池组的状态。
技术选型1.传感器:选择高精度、低功耗的传感器,标准接口可与采集模块连接。
2.采集模块:选择高性能的微控制器,具备较大的存储空间和计算能力。
电池管理系统BMS控制策略方案书
电池管理系统BMS控制策略方案书项目编号:项目名称:电池管理系统(BMS)文档版本:V0.01技术部2015年月日版本履历目录1.前言 (4)2.名词术语 (5)3.概要 (6)4.总体要求 (7)5.系统原理图 (9)6.模块的构成 (10)6.1BMS程序模块图 (10)6.2整体方案图 (10)7.电池串管理单元BCU (11) 7.1模块的概述 (11)7.2模块的输入 (11)7.3模块的功能 (11)7.4模块的输出 (11)8.电池检测模块BMU (11) 8.1模块的概述 (11)8.2模块的输入 (11)8.3模块的功能 (11)8.4模块的输出 (12)9.绝缘检测模块LDM (12) 9.1模块的概述 (12)9.2模块的输入 (12)9.3模块的功能 (12)9.4模块的输出 (12)10.强电控制系统HCS (12) 10.1模块的概述 (12) 10.2模块的输入 (12) 10.3模块的功能 (12)10.4模块的输出 (13)11.电流传感器CS (13)11.1模块的概述 (13)12.显示屏LCD (13)12.1模块的概述 (13)13.后记 (14)14.参考资料 (15)1.前言开发电动汽车电池管理系统,此系统的全面实时监控,具有良好的电池均衡性能,检测精度高。
2.名词术语BMS:电池管理系统BCU:电池串管理单元BMU:电池检测单元LDM:绝缘检测模块HCS:强电控制系统SOC: 电池荷电状态3.概要电动汽车电池管理系统(BMS),管理系统状态用于监测电动汽车的动力电池的工作状态,从而采集动力电池的状态参数,实现动力电池的SOC状态、温度、充放电电流和电压的监控。
电池管理系统主要是BMS通过CAN总线与整车控制器、智能充电器、仪表进行通讯,对电池系统进行安全可靠、高效管理。
电池管理系统包括BCU和BMU,BCU主要作用是:根据动力电池的工作状态,对电池组SOC 进行动态估计,通过霍尔电流传感器,实现对充放电回路电流的实时监测,保护电池系统,可以实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信,交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息;BMU的功能是通过对各个单体电压的实时监测、对箱体温度的实时监测,通过CAN 总线将电池组内各单体的电压、箱体温度以及其他信息传送到BCU,通过与智能充电桩交互数据信息,充电期间实时估算电池模块SOC,对电芯进行充电均衡,提高单节电芯的一致性,提高整组电池使用性能,对电池进行主动式冷热管理,保护电池使用寿命,延长电池寿命。
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项目编号:项目名称:电池管理系统(BMS)文档版本:V0.01技术部2015年月日版本履历目录1.前言 (4)2.名词术语 (5)3.概要 (6)4.总体要求 (7)5.系统原理图 (9)6.模块的构成 (10)6.1BMS程序模块图 (10)6.2整体方案图 (10)7.电池串管理单元BCU (11)7.1模块的概述 (11)7.2模块的输入 (11)7.3模块的功能 (11)7.4模块的输出 (11)8.电池检测模块BMU (11)8.1模块的概述 (11)8.2模块的输入 (11)8.3模块的功能 (11)8.4模块的输出 (12)9.绝缘检测模块LDM (12)9.1模块的概述 (12)9.2模块的输入 (12)9.3模块的功能 (12)9.4模块的输出 (12)10.强电控制系统HCS (12)10.1模块的概述 (12)10.2模块的输入 (12)10.3模块的功能 (12)10.4模块的输出 (13)11.电流传感器CS (13)11.1模块的概述 (13)12.显示屏LCD (13)12.1模块的概述 (13)13.后记 (14)14.参考资料 (15)1.前言开发电动汽车电池管理系统,此系统的全面实时监控,具有良好的电池均衡性能,检测精度高。
2.名词术语BMS:电池管理系统BCU:电池串管理单元BMU:电池检测单元LDM:绝缘检测模块HCS:强电控制系统SOC: 电池荷电状态3.概要电动汽车电池管理系统(BMS),管理系统状态用于监测电动汽车的动力电池的工作状态,从而采集动力电池的状态参数,实现动力电池的SOC状态、温度、充放电电流和电压的监控。
电池管理系统主要是BMS通过CAN总线与整车控制器、智能充电器、仪表进行通讯,对电池系统进行安全可靠、高效管理。
电池管理系统包括BCU和BMU,BCU主要作用是:根据动力电池的工作状态,对电池组SOC进行动态估计,通过霍尔电流传感器,实现对充放电回路电流的实时监测,保护电池系统,可以实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信,交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息;BMU的功能是通过对各个单体电压的实时监测、对箱体温度的实时监测,通过CAN总线将电池组内各单体的电压、箱体温度以及其他信息传送到BCU,通过与智能充电桩交互数据信息,充电期间实时估算电池模块SOC,对电芯进行充电均衡,提高单节电芯的一致性,提高整组电池使用性能,对电池进行主动式冷热管理,保护电池使用寿命,延长电池寿命。
4.总体要求控制策略要实现如下功能1.SOC估算:BCU采用Vmin EKF算法,对电池组SOC进行动态估计,BMU通过与智能充电桩交互数据信息,充电期间实时估算电池模块SOC。
2.电流检测:通过霍尔电流传感器,实现对充放电回路电流的实时监测。
3.通讯功能:外带3路CAN接口,可实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信,交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息。
4.报警与保护:当出现过充、过放等故障时,BCU可根据故障状态实行相应的报警与保护同时在LCD显示。
5.系统拓展:BCU支持多路有源/无源节点输出,可通过CAN通信和继电器实现两级控制管理,确保强弱电有效隔离,满足客户多样化的安全控制需求。
6.数据存储:支持8G的数据存储容量,可记录动力电池组长期运行的全部性能参数和电池模块的调度及故障事件。
7.系统自检:系统上电后,对自身和BMU工作状态进行检测,保证系统工作正常。
8.系统升级:程序下载口外置,可实现系统30秒内升级。
9.单体电压检测:通过对串联单体电压进行隔离采集处理,实现对各个单体电压的实时监测。
10.温度检测:在电池模组的箱体内放置1-25个温度传感器,实现对各个单体电压的实时检测。
11.总线通信:通过CAN总线将电池组内各单体的电压、箱体温度以及其他信息传送到BCU。
12.均衡功能:可以按照均衡管理控制策略对电芯进行充电均衡,提高单节电芯的一致性,提高整组电池使用性能。
13.热管理功能:BMU可根据电池箱温度状态,对电池进行主动式冷热管理,保护电池使用寿命,延长电池寿命。
14.烟雾传感器检测功能:检测烟雾传感器输出信号,对可能出现的极端事故进行预测,及时终止电池充放电,防止意外发生。
15.充电连接确认功能:设计与充电机的硬件连接确认,确保BMU与充电机可靠连接。
16.绝缘检测:LDM检测电池组对车体是否漏电。
通过串行总线接收电池串管理单元发出的命令,并将数据信息发送到电池串单元,由电池串管理单元将绝缘监控的状态发送到显示屏。
通过检测车载电池正负极分别与车体之间绝缘度是否大于100Ω/V,来判断电池对车体是否漏电。
17.强电控制:HCS系统包括强电控制模块、充放电控制回路、预充回路等。
充、放电控制是通过高压继电器闭合/切断来控制电池的充/放电,防止电池的过充和过放,并带有继电器触点检测功能,防止回路继电器粘点:预充电回路是在闭合回路放电高压继电器前,先闭合预充电路,给电容进行充电,判断电容两端的电压达到设定阈值后,闭合主回路高压继电器,保证主回路高压继电器可靠性。
5.系统原理图图1 系统原理图电池系统典型应用了分布式两级管理体系,由一个电池串管理单元(BCU)和多个电池检测单元(BMU)、显示屏(LCD)、绝缘检测模块(LDM)、强电控制系统(HCS)、电流传感器(CS)以及线束组成。
系统中BCU模块通过CAN总线与多个BMU模块及LDM(绝缘检测模块)实时通信,获取单体电压、箱体温度、绝缘阻值等系统参数,通过电流传感器采集充放电电流,动态计算SOC。
BCU计算分析得出电池组综合信息后,仲裁进行系统管理,通过独立的CAN总线分别与VCU、充电机等智能交互,并可通过继电器控制实现对充放电的二级保护,满足客户多样化的安全控制需求,保障系统稳定高效地运行。
SOC计算采用Vmin EKF算法,对电池组SOC进行动态估计电流检测通过霍尔电流传感器,实现对充放电回路电流的实时检测。
通信功能外带3路CAN接口,可实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信,交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息。
6.模块的构成6.1BMS程序模块图图3 程序模块图6.2整体方案图图4 整体方案7.电池串管理单元BCU7.1模块的概述BCU模块通过CAN总线与多个BMU模块及LDM(绝缘检测模块)实时通信,获取单体电压、箱体温度、绝缘阻值等系统参数,通过电流传感器采集充放电电流,动态计算SOC。
7.2模块的输入BCU模块的输入主要来自BMU模块采集的电池综合信息,通过独立的CAN总线分别与VCU、充电机等智能交互。
7.3模块的功能BCU模块,对电池组SOC进行动态估计电流检测通过霍尔电流传感器,实现对充放电回路电流的实时检测。
通信功能外带3路CAN接口,可实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信,交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息。
7.4模块的输出根据故障状态实行相应的报警和保护在LCD屏显示,5. 系统拓展:BCU支持多路有源/无源节点输出,可通过CAN通信和继电器实现两级控制管理。
8.电池检测模块BMU8.1模块的概述BMU通过电压检测排线与电池组连接,最多采集25串电池电芯的电压,并可根据电池单体电压信息对电池进行均衡,通过温度检测排线与电池组连接,最多采集25个温度检测点。
8.2模块的输入BMU需要外部的12V或24V的DC电源为其提供工作需要的电源,通过传感器采集信号包括:电池电压,箱体温度等。
8.3模块的功能18.通过对串联单体电压进行隔离采集处理,实现对各个单体电压的实时监测。
在电池模组的箱体内放置1-25个温度传感器,实现对各个单体电压的实时检测。
通过CAN总线将电池组内各单体的电压、箱体温度以及其他信息传送到BCU。
通过与智能充电桩交互数据信息,充电期间实时估算电池模块SOC。
可以按照均衡管理控制策略对电芯进行充电均衡,提高单节电芯的一致性,提高整组电池使用性能。
BMU可根据电池箱温度状态,对电池进行主动式冷热管理,保护电池使用寿命,延长电池寿命,检测烟雾传感器输出信号,对可能出现的极端事故进行预测,及时终止电池充放电,防止意外发生。
具有充电连接确认功能,设计与充电机的硬件连接确认,确保BMU与充电机可靠连接。
8.4模块的输出电池电压、箱体温度、实时电池SOC。
9.绝缘检测模块LDM9.1模块的概述绝缘检测模块主要对电池组对车体是否漏电进行检测。
9.2模块的输入电池管理单元命令、电池正负极与车体外壳绝缘9.3模块的功能通过串行总线接收电池串管理单元发出的命令,并将数据信息发送到电池串单元,由电池串管理单元将绝缘监控的状态发送到显示屏。
通过检测车载电池正负极分别与车体之间绝缘度是否大于100Ω/V,来判断电池对车体是否漏电。
9.4模块的输出检测数据信息发送到电池管理单元。
10.强电控制系统HCS10.1模块的概述强电控制系统包括强点控制模块、充放电控制回路、预充回路等。
10.2模块的输入电池管理系统BCU信号电压、BMU信号。
10.3模块的功能充、放电控制是通过高压继电器闭合/切断来控制电池的充/放电,防止电池的过充和过放,并带有继电器触点检测功能,防止回路继电器粘点:预充电回路是在闭合回路放电高压继电器前,先闭合预充电路,给电容进行充电,判断电容两端的电压达到设定阈值后,闭合主回路高压继电器,保证主回路高压继电器可靠性。
10.4模块的输出上传继电器状态信息。
11.电流传感器CS11.1模块的概述本系统电流检测采用霍尔开环电流传感器,量程50A~1000A。
12.显示屏LCD12.1模块的概述显示屏是显示系统运行状况的人机交互截面,所有型号均按工业标准设计,适合在各种环境中使用。
显示屏的显示界面可以显示系统的各种运行参数及故障情况。
13.后记14.参考资料。