电池管理系统

原文：http://www.2cto.com/kf/201408/326462.html 1、概述 随着移动智能设备的快速发屏，电池的续航能力在很大情况下诱导了大众消费者的购买选择，android系统对电源管理的合理与否直接影响到电池的续航能力，而电池系统作为其中的一部分，主要用于对电池状态的监控（电池电量、电池状态及电池温度等）。下面将详细分析android的电池系统架构。 2、 Android 电池系统架构 Android系统中对电池的管理驱动层继承了linux下的power supply class，而在用户层则是在BatteryService.java中通过广播的方式将如下一些电池相关的属性上报给上层app使用。这些属性都是在java中声明，在jni中调用更新的。 而这些属性都是在com_android_server_BatteryService.cpp这个本地代码－jni中通过调用sys文件系统访问驱动层中电池相应的状态进行更新的。 代码路径： frameworks/base/services/java/com/android/server/BatteryService.java BatteryService 作为电池及充电相关的服务，主要作了如下几件事情: 监听 UEvent、读取sysfs 中的状态 、广播Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED。

（图1：雅阁混动汽车DBC适配实测） 我们接触过不少像卡罗拉、凯美瑞、雅阁等多款混合动力车型，涉及整车控制策略数据就包涵了丰田氢能源车Mirai、日产最牛电动汽车聆风和E-POWER、雪弗兰博尔特等。 由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一电池存在密度低、寿命短、价格高等问题，使得电动汽车的性价比依然比传统内燃机汽车偏高。尽管目前具有世界先进水平的纯电动汽车和燃料电池车的性能与内燃机汽车不相上下，但是过高的成本，用户接受度不高、市场教育不够，汽车销量的数据依然不乐观，混合动力汽车更是如此。 我们还处在非典型性冠状病毒疫情并未结束的前夜阶段，融合内燃机和电动汽车优点的混合动力汽车感觉被“外部刹车”影响极大，销量极为惨淡，就混合动力汽车的节能、续航、排放、配置、实用性、越堵越省油等优点，相信后续也会成为尖刀突起（有个性、但是量少）。最近翻阅了不少混合动力汽车相关的资讯，丰田要给斯巴鲁做混合动力，大众也要出混动Touareg R，索纳塔也要搞混动，连不太出名的铃木雨燕也要出混合动力车型，零配件巨头博世要出48V混动技术等等。 混合动力汽车，一般在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元的汽车，其中辅助动力单元是燃烧某种燃料的原动机或者由原动力驱动的发电机组。目前这套原动力系统采用的一般为柴油机、汽油机或者燃气轮机，你看，又绕回来了。 混合动力电动汽车将原动力、电动机

1、先一如既往地说一说电池管理系统的由来： （1）形象地说，电池是电动汽车的心脏，而电池管理系统（以下简称为BMS）是电池的大脑；BMS是为了在合适的时候给电动汽车提供合适的能量； （2）BMS能够发挥电池的最佳能力：在电池温度低的时候加热，输出最大功率；在电池温度高的时候冷却，输出最大功率；毕竟像三元这类电芯的最佳工作温度在20-45℃左右； （3）BMS能够诊断电池的病症出处：在电池寿命低的时候报警；在电池包继电器粘合或者常开时报警；在电池输出过功率时报警；在发生致命问题时（过温、过流、过压、过放，史称四放）及时切断继电器； BMS就像一个管家一样，不停的监控与优化电池的使用，直到宣告电池寿终正寝； 2、三年前校招入职前，我还是个小白，只会使用Simulink（准确地说，只是了解而已），阴差阳错地在入职第一天就被分配到BMS的岗位，开发公司的第一款BMS产品，下面说说自己从0到1的心路历程，并谈谈自己对于BMS开发的理解： （1）从BMS的整体架构来看，BMS可以分为：应用层软件（俗称ASW，Application Software）、中间层（俗称RTE，Runtime Environment）、底层软件（俗称BSW，Basic Software）、硬件（俗称HW，Hardware）；其实更为细致地分法是要按照Autosar的架构进行的，如下图： （2）对于BMS的开发

周六放假，休息了一天，因此晚上静下来分享一下BMS的绝缘功能；其实之前从来没有想过绝缘监测的意义是什么，只是觉得绝缘值越大越好，最近因为一个偶尔的机会，重新审视了这个问题，下面我们重新梳理一下电池管理系统的重要功能之一的绝缘监测。 1、电池管理系统绝缘监测的必要性： 我国规范的人体经过的安全电流为50mA，即50mV/Ω，对应着20Ω/V，目前国标（GB /T18384.1-2015电动汽车安全要求第1部分：车载可充电储能系统（REESS））规定的绝缘值为100Ω/V，对于电池这样的高压系统（350V—400V的平台电压）对应着40000Ω/400V，即40kΩ的绝缘值，以上从数值的角度可以知道一般电池包的绝缘值为多少可以满足绝缘国标； 因此整个电池包的绝缘值越高，绝缘性能越好，则对人来说越安全；电池包是安装在整车上的，而且是整包密封的（一般是底盘），为什么绝缘不好的时候会对人产生安全威胁呢？答案：对于驾驶员而言，最容易接触的三个点是：高压的正极、高压的负极、车身（壳体）；如果能保证驾驶员触碰到任意两点时绝缘都足够好，那么安全性就可以得到保证； 综上，绝缘监测是必要的；通俗的来说就是两点之间的电阻值足够大，使得可能流过人体的电流小，保证驾驶员的安全。 2、绝缘监测的物理计算模型 上面说完了绝缘监测的意义，接下来一起看一看绝缘监测的物理模型（其实也很简单啦，初中物理而已） 图1

从事BMS软件设计已有3年，自觉还没有真正的入门，不过还是有一些心得是想可以分享的，也是对自己的知识做一个梳理吧。 初稿 一个项目入手，我的理解：首先，必须明确项目的需求。只有真正的理解项目，从用户的角度考虑，才能做出最为适合的产品，毕竟产品最终还是为人服务的。 一听到，新能源汽车，很多人的第一印象，不就是，以电池代替汽油给汽车提供动力嘛。是的，大家都是聪明人，一下子抓住了事物的本质。对，就是这样。就像小时候，我们玩的四驱车，本质都是一样的，不要听别人忽悠，有多神秘似的。 那么以电池代替汽油有什么好处呢？这些都被专家们分析的云里雾里，十分的高大上。其实，也就这么几个优点，环保清洁（好像是一句废话），其次还是在这个国度电费比油费便宜。 概要 大家都知道要实现电池提供动力，控制终端就是电池管理系统（BMS）。 接下来，我会从信号采集，数据处理和控制逻辑，一一解析，我眼中的BMS 一、信号采集 顾名思义，电池管理系统，首先管理的对象是电池。我们就必须对当前电池的状态有一个细致的了解，也不能什么都不知道就用开始电池。电池的状态，主要表现为以下的几个方面。 电池的单芯电压 电池的温度 电池组的总电压 电池组的总电流 电池组的绝缘电阻 下面，我就对电池信息的采集，做一简单的说明： 1. 单芯电压的检测 电池的成组方式一般是串联加并联。以我的理解，串联主要是加大整个电池模组的电压

原文 http://www.sohu.com/a/155305659_397643 新能源的发展，电动汽车发展，都会用到能量密度比更高的锂电池，而锂电池串联使用过程中，为了保证电池电压的一致性，必然会用到电压均衡电路。在这几年的工作过程中，用到过几种电池的均衡电路，在这里就跟大家一起分享一下。随着锂电池用途的增加，多节串联大容量锂电池的保护，电池管理及均衡必将会得到发展，希望自己做过的一些小东西能对大家有所帮助。 最简单的均衡电路就是负载消耗型均衡，也就是在每节电池上并联一个电阻，串联一个开关做控制，当某节电池电压过高时，打开开关，充电电流通过电阻分流，这样电压高的电池充电电流小，电压低的电池充电电流大，通过这种方式来实现电池电压的均衡，但这种方式只能适用于小容量电池，对于大容量电池来说是不现实的。 下图为一负载消耗性均衡的示意图 第二种均衡方法我没有实验过，就是飞度电容法。简单的说就是每一节电池并联一个电容，通过开关这个电容既可以并联到本身这节电池上，也可以并联到相邻的电池。当某节电池电压过高，首先将电容与电池并联，电容电压与电池一致，然后将电容切换到相邻的电池，电容给电池放电。实现能量的转移。由于电容并不消耗能量，所以可以实现能量的无损转移。但这种方式太繁琐了，现在的动力电池动不动几十节串联，要是采用这种方式，那的需要多少开关来控制啊。 下图为飞度电容法工作原理图

概述 电池管理系统（BMS）为一套保护动力电池使用安全的控制系统，时刻监控电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为新能源车辆的使用安全提供保障。 经纬恒润在控制系统开发方面拥有雄厚的实力和丰富的经验，可以为客户在电池管理系统开发方面提供优质的工程和配套服务。 BMS 的硬件拓扑 BMS 硬件的拓扑结构分为集中式和分布式两种类型。 集中式是将电池管理系统的所有功能集中在一个控制器里面，比较合适电池包容量比较小、模组及电池包型式比较固定的场合，可以显著的降低系统成本。 集中式拓扑结构，高压及48V BMS 分布式是将BMS的主控板和从控板分开，甚至把低压和高压的部分分开，以增加系统配置的灵活性，适应不同容量、不同规格型式的模组和电池包。 分布式拓扑结构，高压BMS 经纬恒润可以提供上述集中式或分布式的各种 BMS 硬件方案。 BMS 的状态估算及均衡控制 针对电池在制造、使用过程中的不一致性，以及电池容量、内阻随电池生命周期的变化，经纬恒润团队创造性的应用多状态联合估计、扩展卡尔曼滤波算法、内阻/ 容量在线识别等方法，实现对电池全生命周期的高精度状态估算。经测算，针对三元锂电池，常温状态下单体电池SOC 估算偏差可达2%，平均估算偏差1%。 同时针对电池单体间的不一致性，使用基于剩余充电电量一致等均衡策略，尽可能的发挥电池的能效。 电池内短路的快速识别 电池内短路是很复杂

　　电池管理系统（英语：Battery Management System，缩写BMS）是对电池进行管理的系统，通常具有量测电池电压的功能，防止或避免电池过放电、过充电、过温度…等异常状况出现。随着技术发展，已经逐渐增加许多功能。 　　电池管理系统（英语：Battery Management System，缩写BMS）是对电池进行管理的系统，通常具有量测电池电压的功能，防止或避免电池过放电、过充电、过温度…等异常状况出现。随着技术发展，已经逐渐增加许多功能。 　　对象通常是可再次充电的二次电池，近年来大多搭配锂离子电池组同时出现。电能管理系统（Energy Management System，缩写EMS）与BMS类似，但BMS针对电池进行管理，EMS则概括了所有能源的管理。 　　常见应用电池管理系统之电池数量 　　1S～30S（S：串联；P：并联）： 手机：1S 平板：1~2S 笔电：2~3S 电动手工具：3~5S 电动割草机等大型工具：10S up 电动乘用车：一般采用三元锂离子电池，80～100S 电动客车：100～200S upBMS常见功能 　　以下列出目前已知的常见功能。 　　电压量测（必备） 　　通讯 　　SoC估算 　　SoH估算 　　异常警告 　　异常保护 　　均衡（被动均衡或主动均衡） 　　其他管控电路（如电池回路继电器控制） 　　温度量测 　　电流测量 　　诊断