電池管理系統(tǒng) BMS 主要功能規(guī)范

電池管理系統(tǒng)BMS主要功能規(guī)范高壓上下電管理高壓上電管理：BMS進(jìn)行自檢狀態(tài)，通過(guò)檢測(cè)后等待VCU上電指令,在接收到VCU上高壓電指令后，BMS控制閉合主負(fù)、預(yù)充繼電器進(jìn)行預(yù)充，當(dāng)檢測(cè)到MCU輸入電壓大于母線端電壓的95%,預(yù)充完成，閉合主正繼電器，延遲一段時(shí)間后，斷開預(yù)充繼電器，高壓上電完成，進(jìn)入BMS工作模式。K1.15為OFF狀態(tài),或者BMS收到VCU/TBOX下電指令時(shí)，則先后斷開主正繼電器和主負(fù)繼電器。BMS將控制器狀態(tài)反饋給VCU。高壓下電管理：正常下電過(guò)程，檢測(cè)到駕駛員正常下電指令，VCU發(fā)送下電指令，BMS接收到指令后先后斷開高壓回路正負(fù)極繼電器，需要考慮工作電流的大小，車速等車輛狀態(tài)信息。緊急下高壓，當(dāng)車輛出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，例如碰撞故障，BMS應(yīng)立即下高壓，切斷動(dòng)力輸出。充電管理BMS根據(jù)電池溫度和SOC對(duì)電池系統(tǒng)的充電功率MAP進(jìn)行查表，從而確定系統(tǒng)的當(dāng)前最大允許的充電電流。充電時(shí)，BMS把電池系統(tǒng)的單體最高電壓、最高總壓、最高溫度以及當(dāng)前允許充電的最大電流、標(biāo)稱能量、SOC和當(dāng)前電池電壓等信息與充電設(shè)備（充電樁或車載充電機(jī)）進(jìn)行交互，從而使電池系統(tǒng)按照適配的充電電壓、充電電流和充電方法進(jìn)行充電，并將充電信息顯示到儀表上。同時(shí)，根據(jù)充電電流大小和電池SOC估算充電剩余時(shí)間。充電技術(shù)分為：慢充、快充、無(wú)線充電、預(yù)約充電、換電等補(bǔ)電的方式。慢充：主要由BMS、VCUx0BC.PDU、儀表等控制器參與。OBC檢測(cè)CC、CPz并與慢充樁進(jìn)行交互，并將交流轉(zhuǎn)成直流電，BMS控制充電的過(guò)程、VCU決定充電的使能與不使能，PDU中執(zhí)行慢充繼電器的控制，儀表顯示充電SOCz充電電流，充電時(shí)間，充電的提示信息等?？斐洌褐饕葿MS、VCU.PDU、儀表等控制器參與。BMS與快充樁進(jìn)行交互，VCU決定充電的使能與不使能，PDU中執(zhí)行慢充繼電器的控制，儀表顯示充電SOC充電電流，充電時(shí)間，充電的提示信息等。無(wú)線充電：主要由BMS.VCU.無(wú)線充電控制器、PDU、儀表等控制器參與，類似于慢充的方式。預(yù)約充電：主要由APP、大屏、BMSxVCU、OBCx、PDU、TboxxGW、儀表等控制器參與，實(shí)現(xiàn)預(yù)約充電的兩種方式遠(yuǎn)程預(yù)約和本地預(yù)約，一般車企只會(huì)實(shí)現(xiàn)一種。遠(yuǎn)程預(yù)約：可以預(yù)約充電時(shí)間和預(yù)約充電的電量。實(shí)現(xiàn)的方式是：當(dāng)用戶在APP端進(jìn)行充電功能預(yù)約時(shí)，請(qǐng)求信息發(fā)送給TSP平臺(tái)，由TSP平臺(tái)發(fā)送給車端的Tbox,車端Tbox存儲(chǔ)請(qǐng)求信息達(dá)到時(shí)間后TboX將請(qǐng)求信息通過(guò)GW下發(fā)到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)段,喚醒車輛網(wǎng)段。本地預(yù)約：用戶通過(guò)大屏設(shè)置充電信息，通過(guò)儀表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)到車端Tbox存儲(chǔ)請(qǐng)求信息達(dá)到時(shí)間后Tbox將請(qǐng)求信息通過(guò)GW下發(fā)到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)段，喚醒車輛網(wǎng)段。電池狀態(tài)估計(jì)SOC:主要通過(guò)安時(shí)積分法和卡爾曼濾波算法，并結(jié)合修正策略（開路電壓靜態(tài)修正（長(zhǎng)時(shí)間靜置）、滿充修正、滿放修正（5%-95%SOC對(duì)應(yīng)O-IO0%顯示SOC）,動(dòng)態(tài)修正（查表Soc與實(shí)際Soc的修正），不同溫度及SOH下的容量修正等），對(duì)電池的剩余容量進(jìn)行估算。SOH:BMS根據(jù)里程和車輛運(yùn)行時(shí)間查表得到衰減系數(shù)，以及可以通過(guò)小電流充電時(shí)，當(dāng)SOC變化時(shí)，理論充入的容量與實(shí)際充入的容量的比值；SOE:BMS通過(guò)溫度和SOC查表得到電池的可用充放電功率SOEz考慮峰值充放電到持續(xù)充放電功率的遷移；高壓互鎖監(jiān)測(cè)BMS對(duì)電池接插件高壓互鎖故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生高壓互鎖故障時(shí)，考慮車輛的運(yùn)行狀態(tài)（行車/靜止?fàn)顟B(tài)/充電狀態(tài)），進(jìn)行報(bào)警，限功率以及下高壓處理?；蛘邔⒐收仙蠄?bào)VCU進(jìn)行決策處理。絕緣監(jiān)測(cè)BMS對(duì)電池系統(tǒng)絕緣故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，考慮車輛的運(yùn)行狀態(tài)（正常行車/靜止?fàn)顟B(tài)/充電狀態(tài)），進(jìn)行報(bào)警，限功率以及下高壓處理?；蛘邔⒐收仙蠄?bào)VCU進(jìn)行決策處理。碰撞監(jiān)測(cè)BMS對(duì)整車碰撞故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生碰撞故障時(shí)，進(jìn)行緊急下高壓處理。熱管理快慢充過(guò)程熱管理：當(dāng)電池最低溫度過(guò)低時(shí)，閉合充電繼電器和加熱繼電器，啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，當(dāng)電池最低溫度大于正常閾值時(shí)，斷開加熱繼電器，恢復(fù)正常充電，當(dāng)加熱過(guò)程中溫差過(guò)大時(shí)停止加熱；行車前及過(guò)程中熱管理：電池溫度的控制，當(dāng)電池溫度過(guò)高時(shí)，打開水泵及散熱風(fēng)扇對(duì)電池進(jìn)行降溫，當(dāng)電池溫度低時(shí)，打開電池PTC進(jìn)行加熱。電池均衡管理當(dāng)最大最小SOC的閾值大于某值時(shí)，根據(jù)工作電流、PCB溫度、SOC值，車輛狀態(tài)等條件，決定是否開啟均衡，并根據(jù)設(shè)計(jì)的均衡電流，計(jì)算均衡時(shí)間。電池故障分析及在線報(bào)警熱失控發(fā)生判斷條件:(1)最小單體電壓低于某一閾值，持續(xù)一段時(shí)間。(2)最高電池溫度大于某一閾值。(3)單體溫度上升速度大于某一閾值。(4)最高溫度與最低溫度的溫差大于某一閾值。滿足以上條