一、電動(dòng)汽車BMS簡(jiǎn)介
電池管理系統(tǒng)（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM簡(jiǎn)稱BMS）是連接車載電力電池和電動(dòng)汽車的重要紐帶，其主要功能包括：電池物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，電池狀態(tài)評(píng)估，在線診斷和報(bào)警，均衡控制等。為什么電動(dòng)汽車BMS會(huì)興起呢？
電動(dòng)汽車的動(dòng)力和儲(chǔ)能電池均是采用電池組的形式，但基于現(xiàn)有的制造水平，單體電池之間尚不能達(dá)到性能的完全一致，在通過串并聯(lián)方式組成大功率、大容量動(dòng)力電池組后，苛刻的使用條件也易誘發(fā)局部偏差，從而引發(fā)安全問題。為對(duì)電池組進(jìn)行合理有效的管理控制，BMS性能至關(guān)重要。
圖1 BMS產(chǎn)品圖片
二、BMS的工作原理
BMS與電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池緊密結(jié)合在一起，那么BMS是如何保證對(duì)電池組進(jìn)行合理有效的管理控制呢？它具體的工作如下。
l監(jiān)測(cè)電池的整體情況，通過傳感器對(duì)電池的電壓、電流、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
l管理電池的工作狀態(tài)，對(duì)電池進(jìn)行漏電檢測(cè)、熱管理、電池均衡管理、報(bào)警提醒，計(jì)算剩余容量（SOC）、放電功率，報(bào)告電池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）狀態(tài)；
CAN總線接口與車載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，最終保證對(duì)電池組進(jìn)行合理有效的管理控制，具體的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
圖2 BMS架構(gòu)框圖
三、BMS應(yīng)具備的三要素
那么要如何保證BMS正常工作呢？讓我們從BMS在汽車內(nèi)部的工作環(huán)境著手吧。
首先，應(yīng)避免BMS模塊之間的相互干擾，電源輸入前端使用隔離DC-DC電源。一臺(tái)車?yán)镉泻芏郆MS模塊，每個(gè)模塊都集中從蓄電池里取電，具體電動(dòng)汽車內(nèi)部框圖如圖3所示。為保證每個(gè)模塊供電不會(huì)相互串?dāng)_，同時(shí)保證BMS單個(gè)模塊的獨(dú)立性，因此需要在BMS的電源輸入前端使用隔離DC-DC電源，并且輸入電壓范圍應(yīng)較寬。
圖3 電動(dòng)汽車內(nèi)部BMS框圖
其次，應(yīng)保證BMS能夠與電動(dòng)汽車進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，通信前端做CAN隔離處理。汽車內(nèi)部的通信環(huán)境較為惡劣，存在著浪涌、脈沖等干擾信號(hào)，為保證正常通信，同樣基于系統(tǒng)間低耦合性和配合電源安規(guī)的考慮，CAN端也需要做隔離處理，并且對(duì)防護(hù)等級(jí)和傳輸速率要求較高。
最后，應(yīng)保障駕駛?cè)藛T的人身安全，需要較高等級(jí)的電源隔離防護(hù)。由于多個(gè)電池串聯(lián)后，電池組的電壓非常高，一般可達(dá)500VDC左右，是屬于對(duì)人體有安全威脅的電壓，為保障蓄電池低壓側(cè)的安全，一般也會(huì)用隔離DC-DC隔開高壓和低壓側(cè)。
四、BMS電源與信號(hào)隔離推薦方案
由于BMS的安全性考慮，系統(tǒng)之間需要進(jìn)行電源和信號(hào)隔離，BMS主板供電來源于電池組。一般是12V(也有24V)，采用較多的是2W/3W隔離DC-DC電源模塊，如：ZY2405WHB1CS-2W，ZY2405WRBDD-3W。部分功率要求高的場(chǎng)合也會(huì)選用6W隔離DC-DC電源模塊，如：E2412URAD-6W。對(duì)于EMI要求高的場(chǎng)合，可以在隔離DC-DC電源模塊輸入端加π型濾波電路，具體的產(chǎn)品實(shí)物如圖4所示。
圖4 ZLG致遠(yuǎn)電子隔離DC-DC電源模塊
考慮到BMS的安全性，多采用CAN通信，相應(yīng)的在防干擾，隔離等方面就要花費(fèi)很大心思。如下圖5所示，ZLG致遠(yuǎn)電子專門的CTM系列隔離CAN收發(fā)器，隔離電壓達(dá)到3500VDC(如：CTM1051KT/CTM1051KAT)，工作溫度-40℃～+85℃，符合“ISO 11898-2”標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)DIP-8 引腳封裝，超小體積，在BMS、充電樁、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
圖5 ZLG致遠(yuǎn)電子CTM1051K(A)T實(shí)物圖
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