电池管理系统BMS原理篇

电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测，以提供必要的信息。因此，BMS 能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数，从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率，并实现 CO2减排功能。BMS 的关键元件是智能电池传感器(IBS)，它可以测量电池的端电压、电流和温度，并计算出电池的状态。 电能管理系统 用来为起停系统供电的典型供电网络包含一个车身控制模块(BCM)、一个电池管理系统(BMS)、一个发电机和一个 DC/DC 转换器(见图1)。 BMS 借助专用的负载管理算法为 BCM 提供电池状态信息，BCM 通过对发电机和 DC/DC 转换器进行控制来稳定和管理供电网络。DC/DC 转换器为汽车内部的各个用电部件分配电能。 通常，铅酸电池的 BMS 直接安装在电池夹上的智能连接器中。该连接器包括一个低阻值的分流电阻(通常在100μΩ 范围内)和一个带有高度集成器件(具有准确测量和处理功能)的小型 PCB，称为智能电池传感器(IBS, 见图2)。IBS 即便 是在最恶 劣 的条 件下 以及 在整 个使用寿命中都 能以高分辨 率和高精 确度测量电池电压、电流和温度，从而正 确预 测电池的充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)。这 些 参 数定期 或 根据要求 通过已 获 汽车行业 认 证 的车载网络传送 至 BCM。 除上述功能与参数性能外，对IBS提出的其它关键要求包括低功耗、能够在恶劣的汽车环境中(即 EMC、ESD)工作、进行汽车 OEM 厂商验收的车载通信接口一致性测试(即 LIN)、满足汽车等级测试限制(针对被测参数的6σ 限制)，另外还需符合 AEC-Q100标准要求。 电池监控 正如前一段中所提到的，IBS 的主要用途是监控电池状态，并根据需要将状态变量传送至BCM 或者其他 ECU。将测量到的电池电流、电池电压和温度采样值作为电池监控输入。电池监控输出为 SoC、SoH 和 SoF。 1. 充电状态 (SoC) SoC 的定义非常直观，通常以百分数的形式表示。完全充电的电池 SoC 为 100%，完全放电的电池 SoC 为 0%。SoC 值随电池的充电和放电而改变。 This leads to formula (1), where Cr is the remaining (dischargeable) capacity of the battery and Ca is the total available battery capacity: 该值通过公式(1)计算，其中 Cr 代表电池的剩余(可放电)电量，Ca 代表电池的可用总电量： 但是，常常会出现...