導(dǎo)讀：簡單而言，隨著電動轎車行業(yè)的開展，我國也或許與德國VDA相同，推出轎車用鋰電池規(guī)范，電池單體和模組的規(guī)范化勢在必行。經(jīng)過對電池單體的串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合的方法，確保電池模塊一致尺寸，并歸納考慮電池本體的機械特性、熱特性以及安全特性。

在政府要強制實施油耗和新能源轎車積分并行辦理的大布景下，大量車企都推出了新能源轎車開發(fā)上市計劃，并且要持續(xù)上量。為了滿意這一系列的計劃，在PHEV(含EREV)、EV這幾個領(lǐng)域里邊，轎車企業(yè)需求用不同的新能源車輛組合去合乎政策規(guī)范、適應(yīng)市場需求并迎合消費者，這就需求對車型的中心指標(biāo)(續(xù)航路程、百公里加速和充電速度)進行一些動態(tài)的裝備和辦理，并能夠應(yīng)對未來或許的電池供給商的轉(zhuǎn)化。在這個進程里邊，咱們細致地來談一談做電池辦理體系的價值，還有如何去做電池辦理體系。

榜首部分模組化供給

簡單而言，隨著電動轎車行業(yè)的開展，我國也或許與德國VDA相同，推出轎車用鋰電池規(guī)范，電池單體和模組的規(guī)范化勢在必行。經(jīng)過對電池單體的串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合的方法，確保電池模塊一致尺寸，并歸納考慮電池本體的機械特性、熱特性以及安全特性。在安裝規(guī)劃不變的狀況下，依據(jù)不同的續(xù)航路程和動力要求，提供不同電池容量，以滿意不同的需求。這種模塊化應(yīng)用，在單體、模組端都可完結(jié)大規(guī)模自動化生產(chǎn)，大幅下降生產(chǎn)成本，這就使得整個電池企業(yè)的供給都以模組為最小單元。

模組化供給改動了原來的電池企業(yè)的構(gòu)建方法，原來供給電池單體，車企需求從單體開端構(gòu)建，整個BMS的拓撲結(jié)構(gòu)都要依據(jù)電池大小來權(quán)衡挑選，而在供給模組條件下，根本單元就變成了模組小總成。

在這個進程中，下一步的集成電池模塊，則比傳統(tǒng)電動轎車模塊包容更大容量電池組。以往電池模塊一般由12個容量為2-3kWh電池組組成，現(xiàn)在開端往能包容24個單體的6-8kWh電池組轉(zhuǎn)向。這將在同樣的電池空間內(nèi)，進步電池容量，有用添加電動轎車?yán)m(xù)航。

軟包的根本狀況也是相似的，也開端往這個方向開展。

模組里邊都是內(nèi)嵌了LECU的功用，根本把模組溫度收集和單體電壓收集和電壓維護給做掉了。

·單體電壓丈量和電壓監(jiān)控：單體的電壓的收集和維護，這個功用是下放到底層的。這兒分為：

收集單體電壓：精度會影響單體差異性的比較

過壓和欠壓的判別：這兒也是在底下能夠完結(jié)的邏輯功用

校驗：經(jīng)過單體累加和模組電壓的判別，完結(jié)對整個功用的確診處理

·電池溫度：現(xiàn)在通常在一個模組內(nèi)放置2-4個溫度點來收集母線焊接溫度、模組內(nèi)電池溫度差異

·通信和信號：把溫度、電壓信息傳送出去，還有把根本的單體過壓欠壓發(fā)送出去

·均衡的實踐操控：首要包括實踐的電路

第二部分電池辦理功用

如前所述，因為供給形式的改動，電池辦理功用也就需求匹配整個電池體系，底層的根本部件變成了模組。這兒轎車企業(yè)面對的課題是：

·整車動力體系的需求差異：依據(jù)不同車輛的實踐構(gòu)型的需求，對電池的放電才能和功率特性有不同的要求

·充電特性：依據(jù)運用的實踐狀況，能夠?qū)Τ潆姷奶厥庑枨笞龆ㄖ?/p>

·區(qū)域運用特性：依據(jù)車輛運用區(qū)域環(huán)境的不同，甚至需求對不同的熱辦理特性進行裝備

·模組的差異，或許依據(jù)整車的需求不同，需求對單體的化學(xué)體系進行切換

這樣一來，整車企業(yè)對BMS的掌控需求就很明顯了：

這兒就區(qū)分成“可變部分”和“不可變部分”,其間共性的部分有：

1)電池參數(shù)檢測：包括總電壓、總電流、絕緣檢測(監(jiān)測漏電)、碰撞檢測等。

·總電壓丈量：在后續(xù)計算SOC的時分，往往會用電池組的總電壓來核算，這是計算電池包參數(shù)重要參量之一；如果由單體電壓累加計量而成自身電池單體電壓采樣有必定的時刻差異性，也沒辦法與電池傳感器的數(shù)據(jù)完結(jié)精確對齊，因此往往收集電池包電壓來作為主參數(shù)來進行運算。在確診繼電器的時分，需求電池包內(nèi)外電壓一同比較。

·總電流丈量：電流丈量手法首要分兩種智能分流器或霍爾電流傳感器。因為電池體系需求處理的電流數(shù)值往往瞬時很大，比如車輛加速所需求的放電電流和能量回收時分的充電電流，因此評價丈量電池包的輸出電流(放電)和輸入電流(充電)的需求必定的量程和精度。

·絕緣電阻檢測：需求對整個電池體系和高壓體系進行絕緣檢測，比較簡單的是依靠電橋來丈量總線正極和負極對地線的絕緣電阻。也能夠選用主動信號注入，首要是能夠檢測電池單體對體系的絕緣電阻。

·高壓互鎖檢測(HVIL)：用來承認(rèn)整個高壓體系(能夠分為放電回路和充電回路兩個部分)的完整性，當(dāng)高壓體系回路斷開或者完整性受到破壞的時分，就需求啟動安全措施了。

·SOC和SOH估量:包括荷電狀況(SOC)或放電深度(DOD)、健康狀況(SOH)、功用狀況(SOF)、能量狀況(SOE)、毛病及安全狀況(SOS)等

2)毛病確診和容錯運行

·毛病檢測是指經(jīng)過剖析收集到的傳感器信號，選用確診算法來確診毛病類型，并進行前期預(yù)警。電池毛病是指電池組、高壓電回路、熱辦理等各個子體系的傳感器毛病、執(zhí)行器毛病(如接觸器、電扇、泵、加熱器等)，以及網(wǎng)絡(luò)毛病、各種操控器軟硬件毛病等。電池組自身毛病是指過壓(過充)、欠壓(過放)、過電流、超高溫、內(nèi)短路毛病、接頭松動、電解液走漏、絕緣下降等。

·電池辦理單元的毛病會也需求以毛病碼(DTC)來進行報警，經(jīng)過DTC觸發(fā)儀表盤傍邊的指示燈，在新能源轎車中電池毛病也有相應(yīng)的指示燈來提醒駕駛員。因為電池存在必定的危險性，往往需求車聯(lián)體系直接進行信息傳送，以應(yīng)對忽然出現(xiàn)的事端。比如當(dāng)發(fā)作事端的時分，當(dāng)安全氣囊彈出，繼電器由整車操控器直接切斷以后，車聯(lián)體系經(jīng)過定位和預(yù)警來處理，特別是電池放電。毛病確診包括對電池單體電壓、電池包電壓、電流、電池包溫度丈量電路的毛病進行確診，確定毛病方位和毛病級別，并做出相應(yīng)的容錯操控。

·Fail-Safe的容錯運行機制，是指車輛在運行進程中遇到錯誤之后，車輛進行的降級運行處理。事實上，這個功用更像是對以上一切功用降級和備份。這一機制包括毛病檢測、毛病類型判斷、毛病定位、毛病信息輸出等。

3)繼電器操控

·操控電池包內(nèi)一般有多繼電器體系，完結(jié)對繼電器的驅(qū)動供給和狀況檢測，繼電器操控往往是和整車操控器協(xié)調(diào)后承認(rèn)操控器，而安全氣囊操控器輸出的碰撞信號一般與繼電器操控器斷開直接掛鉤。電池包內(nèi)繼電器一般有主正、主負、預(yù)充繼電器和充電繼電器，在電池包外還有獨立的配電盒對整個電流分配做個更細致的維護。對電池包的繼電器操控，閉合、斷開的狀況以及開關(guān)的次序都很重要。

可變的部分:

1)熱辦理：

·需求檢測電池包熱辦理體系的溫度參量(流體入口和出口的溫度)，檢測電路與單體檢測相似。依據(jù)電池組內(nèi)溫度分布信息及充放電需求，決議主動加熱/散熱的強度，使得電池盡或許作業(yè)在最適合的溫度，充分發(fā)揮電池的性能。

·熱操控：電池的化學(xué)性能受環(huán)境的溫度影響非常大，為了保證電池的運用壽命必須讓電池作業(yè)在合理的溫度范圍之內(nèi)，并依據(jù)不同的溫度給整車操控器得出其所能輸出和輸入的最大功率。關(guān)于電池體系的溫度操控首要用到CFD仿真剖析，這兒中心的便是挑選不同的熱辦理的外部方法，然后經(jīng)過內(nèi)部的辦理策略保證溫度的閾值可用。

2)充電操控

原來的電池辦理體系的一種首要形式是監(jiān)控電池體系在充電進程中的需求，擔(dān)任整個電池體系的電流輸入，包括常規(guī)充電和能量回收的管控。現(xiàn)在可變的部分是面向快充的規(guī)劃，因為消費者的需求和實踐的狀況，這個地方也是處在挺高的改變區(qū)域。

3)均衡辦理：串聯(lián)的電池包在實踐運用進程中，每個串聯(lián)的輸出容量是不相同的。而電池，不僅有過放電和過充電的約束，而且在不同溫度和不同SOC下，輸入和輸出的功率也存在約束。也便是說，單個電池的約束，就會影響到整個電池。

·電池包內(nèi)各個單體電池之間的個體差異：單體容量差異、單體內(nèi)阻差異、單體自放電差異、作業(yè)時分電流差異和休眠時分電流差異

·電池包內(nèi)隨著時刻的改變，電池的單體容量、單體內(nèi)阻、單體自放電都會產(chǎn)生差異

·客戶運用：充電時刻、放電時刻

·外部環(huán)境：同溫度下的自放電、不同SOC下的自放電

·體系相互影響：BMS的作業(yè)狀況，這個要素和BMS的作業(yè)狀況有聯(lián)系。

實踐電池容量出現(xiàn)較大改變的時分，使得均衡才能定死的狀況下，BMU上端需求給出不同的策略。

所以，未來或許的改變是，電池辦理體系形成下端和上端的分離，為了大量上項目，節(jié)省辦理和變更辦理，轎車廠內(nèi)需求形成甲方中的乙方，專門做體系軟件的那部分，來擔(dān)任整個電池體系辦理的中心算法和裝備進程，他們擔(dān)任設(shè)置電池的維護和運用閾值，對整個車輛的可用性和售后擔(dān)任。整個BMS辦理的硬件，倒是和車企也沒有聯(lián)系，這兒需求非常好的軟硬件接口文件，不然極易犯錯。咱們未來掌控的事也挺有限的。