电池管理系统BMS系统方案设计书.doc

系统方案设计书 系统方案设计书(整体方案设计) 项 目 编 号： 项 目 名 称： 电池管理系统BMS 文 档 版 本： V0.01 同意 审核 校对 设计 . . . . . . . . 技术部 2023年 7 月 1 日 版 本 履 历 版本 日期 变更者 变更章节 变更内容 变更理由  目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1. 前 言 4 2. 名词术语 5 3. 概 要 6 4. 系统原理框图 7 5. 产品规格 8 6. 与同类产品的比较 9 7. 主芯片选型 10 8. 电池管理系统的规定 11 9. 控制方略的规定及设想 12 10. 驱动设计的规定及设想 13 11. 电气设计的规定及设想 15 12. 机构设计的规定及设想 20 13. 后 记 21 14. 参照资料 22  前 言 开发电动汽车电池管理系统，此系统的全面实时监控，具有良好的电池均衡性能，检测精度高。  名词术语 BMS：电池管理系统 BCU：电池串管理单元 BMU：电池检测单元 LDM：绝缘检测模块 HCS：强电控制系统 SOC: 电池荷电状态  概 要 电动汽车电池管理系统（BMS），管理系统状态用于监测电动汽车的动力电池的工作状态，从而采集动力电池的状态参数，实现动力电池的SOC状态、温度、充放电电流和电压的监控。电池管理系统重要是BMS通过CAN总线与整车控制器、智能充电器、仪表进行通讯，对电池系统进行安全可靠、高效管理。电池管理系统包括BCU和BMU，BCU重要作用是：根据动力电池的工作状态，对电池组SOC进行动态估计，通过霍尔电流传感器，实现对充放电回路电流的实时监测，保护电池系统，可以实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信，交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息；BMU的功能是通过对各个单体电压的实时监测、对箱体温度的实时监测，通过CAN总线将电池组内各单体的电压、箱体温度以及其他信息传送到BCU，通过与智能充电桩交互数据信息，充电期间实时估算电池模块SOC，对电芯进行充电均衡，提高单节电芯的一致性，提高整组电池使用性能，对电池进行积极式冷热管理，保护电池使用寿命，延长电池寿命。  系统原理框图 图1 系统原理图 电池系统经典应用了分布式两级管理体系，由一种电池串管理单元（BCU）和多种电池检测单元(BMU)、显示屏（LCD）、绝缘检测模块（LDM）、强电控制系统（HCS）、电流传感器（CS）以及线束构成。 系统中BCU模块通过CAN总线与多种BMU模块及LDM(绝缘检测模块)实时通信，获取单体电压、箱体温度、绝缘阻值等系统参数，通过电流传感器采集充放电电流，动态计算SOC。BCU计算分析得出电池组综合信息后，仲裁进行系统管理，通过独立的CAN总线分别与VCU、充电机等智能交互，并可通过继电器控制实现对充放电的二级保护，满足客户多样化的安全控制需求，保障系统稳定高效地运行。SOC计算采用Vmin EKF算法，对电池组SOC进行动态估计 电流检测通过霍尔电流传感器，实现对充放电回路电流的实时检测。通信功能外带3路CAN接口，可实现与BMU、整车控制器、充电机等进行通信，交互电压、温度、故障代码、控制指令等信息。  产品规格 电池管理系统，是电动汽车动力电池系统的重要构成部分，采用分布式两级管理体系，对电动汽车动力电池系统进行实时全面监控，保证电池的正常工作和安全性。 电动汽车电池管理系统：电池串管理单元；电池检测单元；显示屏；绝缘检测模块；强电控制模块，电流传感器等构成。此外实现故障诊断与处理的功能。 产品的性能： a.满足电动汽车运行环境的规定，例如：工作温度、相对湿度、抗震性、EMC性能、防护等级、抗冲击、可靠性等。 b.与老式电池管理系统相比，实现检测数据精度提高，故障与保护及时反馈，电池安全性能更好的保障。 c.外观尺寸合理，满足构造强度规定，安装以便。  与同类产品的比较 国内市场上电池管理系统的代表厂家是惠州亿能电子有限企业/哈尔滨冠拓电源设备有限企业，与之相比，系统可以考虑在如下方面进行优化，到达或超过同类产品。 a.实现完善的温度、电流、单体电压等功能监测控制。 b.强化系统SOC估算，数据采样精度。 c.外观尺寸设计合理，安装以便。  主芯片选型 选用飞思卡尔的MKE06P80M48SF0RM作为电池管理系统的主芯片，飞思卡尔面向汽车、网络、工业和消费电子市场，提供的技术包括微处理器、微控制器、传感器、模拟集成电路和连接。飞思卡尔的某些重要应用和终端市场包括汽车安全、混合动力和全电动汽车、下一代无线基础设施、