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電池管理系統(tǒng)定義和硬件分類

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年07月15日 11:47

電池管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能，包括：

1）感知電池狀態(tài)：讀取電池單體的電壓、電流和溫度信息；

2）安全性：根據(jù)已知的狀態(tài)信息，保護(hù)電池單體或電池組免受損壞，防止出現(xiàn)安全事故；

3）耐久性：使電池工作在可靠的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，保證工作的溫度和SoC區(qū)間，延長電池的使用壽命；

4）功率與動(dòng)力性：維持電池工作在滿足車輛要求的狀態(tài)下，判定電池的充放電功率。

從硬件結(jié)構(gòu)上，電池管理系統(tǒng)由傳感器、控制器、執(zhí)行器、高低壓線束等組成，從硬件結(jié)構(gòu)上來看，它有以下的功能模塊：

1）電池參數(shù)檢測(cè)（傳感器層）：包括電池系統(tǒng)總電壓、總電流、單體電池電壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)、煙霧探測(cè)、絕緣檢測(cè)、碰撞檢測(cè)等。

2）接觸器控制與電池安全保護(hù)（執(zhí)行層）：電池管理系統(tǒng)具備驅(qū)動(dòng)接觸器的電路和診斷接觸器各個(gè)高壓節(jié)點(diǎn)的實(shí)際狀態(tài)。電池管理最后手段是斷開接觸器，診斷到故障后，根據(jù)故障的危害來分級(jí)處理，并通過串行網(wǎng)絡(luò)通知整車控制器進(jìn)行有效處理，在極端情況下超過一定安全閾值時(shí)，BMS也可以切斷主回路電源，防止違反電池安全目標(biāo)等對(duì)乘員產(chǎn)生傷害。

3）MCU計(jì)算核心：這部分是整個(gè)電池管理系統(tǒng)的算法，這部分也是電池系統(tǒng)作為一個(gè)整車控制器實(shí)現(xiàn)既定的功能安全目標(biāo)最基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)。

4）故障電路：這部分是有關(guān)整個(gè)電池管理系統(tǒng)本身和外部的情況的處理，包括故障檢測(cè)、故障類型判斷、故障定位、故障信息輸出等。故障檢測(cè)是指通過采集到的傳感器信號(hào)，采用診斷算法診斷故障類型。

5）均衡電路：整個(gè)電池系統(tǒng)的不一致性直接影響電池系統(tǒng)的實(shí)際可用容量，這個(gè)不一致性會(huì)隨著時(shí)間進(jìn)行累積。電池均衡電路和相應(yīng)的控制算法，是根據(jù)單體電池信息，采用均衡方式，盡可能使電池組容量接近于最小單體的容量。

6）電源管理電路和EMC抑制：電池管理系統(tǒng)從電池模組和12V電池上驅(qū)電，通過合理的保護(hù)電路來管控不同節(jié)點(diǎn)的電源情況。由于電池系統(tǒng)處在一個(gè)高壓大電流的環(huán)境里面，外部的負(fù)載會(huì)導(dǎo)致在母線上會(huì)有大量的暫態(tài)分量，在電池系統(tǒng)內(nèi)部的電池管理系統(tǒng)需要具備好的抗電磁干擾能力，這里就要求在電源端，信號(hào)端具備良好的布局和理。

7）網(wǎng)絡(luò)通訊和喚醒電路：電池管理系統(tǒng)是需要與整車動(dòng)力總成、車身網(wǎng)絡(luò)等整車網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信，也需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理和喚醒休眠管理。在整個(gè)電池壽命周期里面，需要完成刷寫配置、在線標(biāo)定、監(jiān)控、升級(jí)維護(hù)等，一般電池管理系統(tǒng)包含多路串行通信網(wǎng)絡(luò)。

8）信息存儲(chǔ)單元：用于存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，比如在整個(gè)生命周期內(nèi)客戶使用的情況，這部分核心內(nèi)容是記錄電池系統(tǒng)超出預(yù)期的濫用數(shù)據(jù)的時(shí)間和頻次。

9）其他輔助電路：在實(shí)際的設(shè)計(jì)中會(huì)考慮加入時(shí)鐘模塊等電路。

10）可選電路：在電池管理系統(tǒng)可以加入絕緣檢測(cè)電路等。