1、Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power电池管理系统1研发部电气设计陈秋婷 (Judy)Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power前 言2随着能源 紧 缺、石油 涨 价、城市 环 境 污 染的日益 严 重，替代石油的新能源开 发 利用越来越被各国政府所重 视 。新能源体系中， 电 池系 统 是其中不可或缺的重要 组 成部分，近年来，以 锂电 池 为动 力的 EV和HEV做 为 主力 军 得到国家大力支持，受到人 们 的关注
2、，成 为 全球 电动 汽 车发 展 热 点。但由于 锂电 池各种不正常的使用可能 导 致 电 池寿命 缩 短以致 损 坏，潜在安全性和可靠性危害等因素。而 电 池管理系作 为电 池保 护 和管理的核心部件， 对电动 汽 车 性能起着越来越关 键 的作用。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power目 录 31.电池管理系统定义。2.电池管理系统简介。3.电池管理系统结构。4.电池管理系统功能5.实物照片。电池管理系统Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.
3、普 莱 德Pride Power电 池管理系 统 定 义 41.电 池管理系 统 BMS（ Battery Management System）顾 名思 义 ， BMS是用来管理 电 池的，以便电 池能 够维 持更好的状 态 ， 稳 定工作。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power锂电 池特性5优 点：容量高、便宜、寿命 长 缺点：1、不能短路2、不能 过 充3、不能 过 放4、不能 过 温Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride
4、Power6电 池管理系 统简 介 BMS是 电 池与用 户 之 间 的 纽带 ，主要 对 象是二次 电 池。 二次 电 池存在下面的一些缺点，如存 储 能量少、寿命短、串并 联使用 问题 、使用安全性、 电 池 电 量估算困 难 等。BMS 防止过充、过放延长电池的使用寿命监控电池的状态提升电池的使用率Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power7电 池管理系 统简 介 BMS Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power8电
5、 池管理系 统结 构 系统框图Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power9系统构成BMU 电流传感器 绝缘监测1 2 3 单体电压采集 温度节点采集电池均衡 实时电流采集 电池组总电压采集绝缘电阻检测4BCU 接收各种数据，并统计、计算和分析。计算 SOC/F/H。控制风扇或加热与整车和充电机通讯此外， 还 可 扩 展其他模 块 ，如数据 记录仪 和 显 示模 块 等一些 终端。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power10
6、技术指标1%1.电池组总电压测量精度：1 4.温度检测精度：1%3.电流检测精度：0.5%2.单体电压检测精度：8% 5.SOC检测精度：43006.电池组串联数：-40125 9.温度范围：100mA8.均衡电流：0-5V7.单体电压采样范围：100ms10.动作响应时间：Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power11功能概述系统采用主从结构，模块化设计。由 BMS主板、可扩展得 BMU单元、绝缘检测单元、数据记录单元等构成，各单元均基于 can总线。可根据电池系统功能要求选用不同的单元构成电池管理系统，以
7、实现不同功能。26103711主要 功能电压、电流、温度 检测绝缘检测故障预警充放电次数累计、寿命估算SOC估测整车、充电桩通讯5148129系统自诊断热管理充放电控制自动均衡电池保护数据记录BMS主要功能电 池管理系 统 定 义 Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍121.自诊断BMS的自诊断是指： BMS能主动检测系统内部的工作状态，又称为自检功能。BMS上电后，需要自检，确保 BMS系统能正常工作。运行过程中定时自检。Copyright 2010 Pride Power. All rig
8、hts reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍132.充放电控制2.1充放电最大允许电流。2.2继电器的控制。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍143.电压 、电流、温度采集电压采集：LTC6802-2Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍153.电压、 电流 、温度采集电流采集：霍尔传感器：分流器：需要外接供电、价格较贵，精度较高。价格便宜，不需要供电。只能检测直流，精
9、度随温度变化大。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍163.电压、电流、 温度 采集温度采集：热敏电阻： PTC/NTC温度传感器： DS18B20Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍174.SOC估算SOC: State of charge.荷电状态。剩余电量的一个衡量指标 。其中 :Ce为 剩余容量 ， Ca为 可用容量 。计算方法一： 安时 积分法Copyright 2010 Pride
10、 Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍184.SOC估算计算方法二： OCV法。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍195.绝缘检测检测电池组总正总负与汽车底盘之间的绝缘电阻值。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍206.热管理热管理功能是为了确保电池包内温度维持在一定的范围，有利于电池组更好地充放电。加热：充电时，由于电池温度较低，
11、需要使电池包温度升高，才能稳定的充电。散热：随着电池包的温度过高，需要开启散热功能，以便为电池更好的工作。均热：在充电或者行车过程中，出现温差较大情况，需开启风扇，使热量循环流动。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍217.自动均衡均衡是为了实现各单体电芯一致性变化。被动均衡：主动均衡：Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍228.数据记录数据记录方式：上位机软件， PC记录数据。BMS将数据写
12、入存储卡内。数据记录作用：分析电池运行数据，得出电池性能，验证 SOC。存储故障等发生的数据和分析原因。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍239.故障预警故障预警：监测各种故障，及时上报和预警。防止事故发生Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power功能介 绍2410.与整车和充电机通讯报告电池系统的状态和获取整车或充电机信息。11.电池保护过压、欠压保护，过温、低温保护，过流保护等。12.充放电次数、寿命记
13、录充放电循环次数。估算电池的使用寿命。2000/360=5.55。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power25功能概述功能概述分析处理分析处理自检、控制自检、控制及报警及报警数据接收数据接收通讯功能通讯功能接收 BMU电压 温度 报文。电压 、 电 流 传 感器数据。绝缘监测单 元 报 文信息。整 车 控制器。充 电桩 。终 端 显 示 设备 。单 体最高、最低 电压 。最高、最低温度。SOC估算、 绝缘电 阻 值 ，电 池系 统 状 态 。上 电 自 检 。主接触器控制及反 馈 。充 电 控制。故障 报
14、警触 发 。项 目介 绍 BMS 主板Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power26技术特点技术指标 BMS主板电流测量精度 : 1%。电流最大采样周期 : 10msSOC估算精度 : 8%单体电压循检周期 :500ms数据汇总和分析快；数据处理效率高。大量历史数据存储。多路 CAN通讯，实时性稳定性好。项 目介 绍 BMS 主板Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power项 目介 绍 BMS 主板27原理框图 实物图Copy
15、right 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power项 目介 绍 BMU281.单体电压采集采集个单体电池电压，通过 CAN发送至 BMS主板2.温度采集采集电池或电箱重要物理位置温度，通过 CAN发送至 BMS主板3.均衡功能根据当前电池单体状态，依据 bms命令对电池单体进行均衡操作。BMU功能概述技术指标 技术特点单 体 电压 精度 :0.25%。模 组电压检测时间 13ms。均衡 电 流：100mA。最大 单 体 压 差：200mV。根据 电 池数量灵活选 取型号搭建（最小单 元 12路 电压 ，六路温度，采用 级联扩
16、 展方式）。单 片机集中 处 理 电 池数据。汽 车级 CAN通 讯 ，抗干 扰 能力 强 。Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power项 目介 绍 BMU29原理框图 实物图Copyright 2010 Pride Power. All rights reserved.普 莱 德Pride Power项 目介 绍 绝缘监测单 元30绝缘监测单元1.电池系统总电压采集：实时检测电池组的总电压。2.系统绝缘电阻值：实时检测电池系统的绝缘电阻值，判断电池系统绝缘状态。3.通过 CAN把检测数据上报至 BMS主板。总电压检测误差 1%，范围 0-500V电阻测量范围 0-5M ，精度 10%可设置绝缘电阻异常报警级别绝缘电阻测量不降低系统绝缘电阻功能概述技术指标技术特点
