系統(tǒng)采用主從的分布式拓撲結(jié)構(gòu),即每個系統(tǒng)包含一個主板和多個從板。系統(tǒng)之間采用菊花鏈形式進行數(shù)據(jù)的傳輸及控制。從板負責電芯溫度、電壓的采樣及均衡控制。主板負責采集電池組的總電壓、總電流、絕緣、環(huán)境/冷卻介質(zhì)溫度、充電接口溫度、HVIL、充電回路狀態(tài)等;控制電池系統(tǒng)的接觸器、熱管理系統(tǒng)及充放電控制等;計算電池組的SOC、SOH、SOF、電池實際容量、內(nèi)阻等參數(shù);診斷電池系統(tǒng)的故障并進行相應的故障處理。
1.概述
1.1 天津易鼎豐BMS系統(tǒng)采用主從的分布式拓撲結(jié)構(gòu),即每個系統(tǒng)包含一個主板(BMU, Battery Management Unit)和多個從板(VTBU, Voltage Temperature Balance Unit)。它們之間采用先進的ISOSPI總線進行數(shù)據(jù)的傳輸及控制。VBTU負責電芯的溫度、電壓的采樣及均衡控制。BMU負責采集電池組的總電壓、總電流、絕緣、環(huán)境/冷卻介質(zhì)溫度、充電接口溫度、HVIL、充電回路狀態(tài)等;控制電池系統(tǒng)的接觸器、熱管理系統(tǒng)及充放點控制等;計算電池組的SOC、SOH、SOF、電池實際容量、內(nèi)阻等參數(shù);診斷電池系統(tǒng)的故障并進行相應的故障處理。
1.2 為了確保電池系統(tǒng)的高安全性,天津易鼎豐BMS采用了如下的高安全性設(shè)計:
(1)采用汽車級別的要求及開發(fā)流程。
(2)雙CPU及多種冗余設(shè)計的安全架構(gòu),滿足ISO26262的功能安全設(shè)計。
(3)完善的故障診斷及保護機制,包含:接觸器的粘連檢測、絕緣、過壓、欠壓、過流、短路(內(nèi)部及外部)、過溫等。
(4)定期喚醒的電池安全監(jiān)控,監(jiān)控在關(guān)機狀態(tài)下動力電池系統(tǒng)的狀態(tài),防止在電池系統(tǒng)放置的情況下出現(xiàn)的危險事件。
(5)為了保證整個算法的有效性及精度,整個軟件的算法除了基本的安時累積和特征值校正外,還加入了先進的電池內(nèi)阻、電芯內(nèi)部溫度估算、OCV實時計算、自適應濾波的SOC算法;電池容量的實時校正等先進的算法,確保了電芯的SOC、SOH等的精度,同時能精確估算出電池允許充放電功率,延長電芯的使用壽命。
2.基本功能
2.1 主板功能
(1)雙核處理器:雙CPU及多種冗余設(shè)計的安全架構(gòu),滿足ISO26262的功能安全設(shè)計。
(2)安全的保護策略:過充電保護、過放電保護、高溫保護、低溫保護、電流過流保護等百項故障保護策略。
(3)準確的電池能量管理:易鼎豐電池管理系統(tǒng)采用模型設(shè)計,基于二階等效電路準確估算電池SOC,保證SOC維持在合理的范圍內(nèi),防止由于過充電或過放電對電池的損傷,準確關(guān)算能量多少或者儲能電池的荷電狀態(tài)。
(4)智能的電池充電管理:基于電池等效電路模型的充電算法管理,準確估算電池在未來10s內(nèi)的狀態(tài),提前調(diào)整充電電流,防止電池因過充而受損,有效延長電池壽命,同時保證充電效率。
(5)可靠的全工況均衡方案:基于電池等效電路的全工況均衡方案,使電池包在車輛使用的全工況全時段進行均衡,大大提升了電池的均衡效率,有效的保證了單體的一致性,延長電池壽命和續(xù)航里程。
(6) 安全的熱管理:熱安全管理,冷卻控制,加熱與保溫控制。BMS保證電池單體溫差,保持電芯的一致性,延長電池的使用壽命。
(7)先進的接觸器控制策略:可不依賴接觸器反饋信號,僅依靠邏輯判斷接觸器粘連、無法閉合等故障。
(8)電池內(nèi)阻、內(nèi)部溫度及OCV實時計算,及時根據(jù)電池狀態(tài),對電池進行預判,提前調(diào)整可用充放電電流,及時校準SOC、準確對電池的SOH估算。
(9)完善的故障保護策略:對電池可能發(fā)生的故障進行準確的判斷,保證滿足用戶體驗的同時,保證車輛的正常行駛。
(10)基于CCP協(xié)議的數(shù)據(jù)監(jiān)控和標定。
(11)滿足國標要求的絕緣檢測。
(12)基于autosar架構(gòu)進行軟件開發(fā),保證了程序的可靠性和可移植性,方便BMS開發(fā)的升級。
(13)總電壓及絕緣檢測
2.2 子板功能
(1)電壓采集:每個子板最大采集通道12,電壓輸入范圍0~5VDC。
(2)溫度采集:每個子板最大采集通道3 。
(3)全工況范圍均衡:被動均衡,電流<100mA。
3.技術(shù)參數(shù)
通訊地址:天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)微電子工業(yè)區(qū)微五路 10 號A區(qū)
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