电动汽车电池管理系统的组成与结构 BMS电池管理系统的硬件架构包括哪些

一、电动汽车电池管理系统的组成与结构

动力电池是新能源电动汽车的动力来源，为了安全和电池使用寿命考虑，新能源汽车回答在电池管理系统用于实时监控和管理电池，那么电池管理系统由哪些部分组成呢？

从硬件结构上，电池管理系统由传感器、控制器、执行器、高低压线束等组成，从硬件结构上来看，它有以下的功能模块：

1、电池参数检测（传感器层）

包括电池系统总电压、总电流、单体电池电压检测、温度检测、烟雾探测、绝缘检测、碰撞检测等。

2、接触器控制与电池安全保护（执行层）

电池管理系统具备驱动接触器的电路和诊断接触器各个高压节点的实际状态。电池管理最后手段是断开接触器，诊断到故障后，根据故障的危害来分级处理，并通过串行网络通知整车控制器进行有效处理，在极端情况下超过一定安全阈值时，BMS也可以切断主回路电源，防止违反电池安全目标等对乘员产生伤害。

3、MCU计算核心

这部分是整个电池管理系统的算法，这部分也是电池系统作为一个整车控制器实现既定的功能安全目标最基础的电路结构。

4、故障电路

这部分是有关整个电池管理系统本身和外部的情况的处理，包括故障检测、故障类型判断、故障定位、故障信息输出等。故障检测是指通过采集到的传感器信号，采用诊断算法诊断故障类型。

5、均衡电路

整个电池系统的不一致性直接影响电池系统的实际可用容量，这个不一致性会随着时间进行累积。电池均衡电路和相应的控制算法，是根据单体电池信息，采用均衡方式，尽可能使电池组容量接近于最小单体的容量。

6、电源管理电路和EMC抑制

电池管理系统从电池模组和12V电池上驱电，通过合理的保护电路来管控不同节点的电源情况。由于电池系统处在一个高压大电流的环境里面，外部的负载会导致在母线上会有大量的暂态分量，在电池系统内部的电池管理系统需要具备好的抗电磁干扰能力，这里就要求在电源端，信号端具备良好的布局和理。

7、网络通讯和唤醒电路

电池管理系统是需要与整车动力总成、车身网络等整车网络节点通信，也需要进行对应的网络管理和唤醒休眠管理。在整个电池寿命周期里面，需要完成刷写配置、在线标定、监控、升级维护等，一般电池管理系统包含多路串行通信网络。

8、信息存储单元

用于存储关键数据，比如在整个生命周期内客户使用的情况，这部分核心内容是记录电池系统超出预期的滥用数据的时间和频次。

9、其他辅助电路

在实际的设计中会考虑加入时钟模块等电路。

10、可选电路

在电池管理系统可以加入绝缘检测电路等。

二、BMS电池管理系统的硬件架构包括哪些

BMS电池管理系统的一个相当复杂的系统，由多个部分组成，从硬件拓扑架构方面来看，电池管理系统的架构可分为两类：

1、集中式

集中式硬件架构将所有电气部件集中在一块板子上（包括单体电压、单体温度的采样芯片），采样芯片与主芯片之间采用菊花链通讯，电路设计相对简单，大部分低压的HEV都是这样的结构。这样做的优点是相对而言比较简单、成本降低；缺点是单体采样的线束比较长，导致采样导线的设计较为复杂，长线和短线在均衡的时候会导致额外的电压压降，整个电池包的线束排布也相对麻烦，采样通道数有限，适用于较小的电池包。

2、分布式

分布式硬件架构包括主板和从板，其中主板为BMU，从板为各个CSC采样芯片。这种硬件架构优点是可以将模组装配的过程简化，采样线束改动起来相对容易，线束距离均匀，不存在压降不一的问题；缺点是成本较高，需要额外的MCU、独立的CAN总线方式只是将各个模块的信息整个发送给BMS。