新能源汽车-动力电池管理系统

电动汽车用动力电池管理系统（BMS）规范电池模块管理单元（BMU）部分2009年12月主要内容电动汽车对动力电池的要求电池管理系统(BMS)系统架构电动汽车电池模块管理单元（BMU）规范初稿电动汽车的种类LevelOFPowerHybridation数据来源：AVICENNEEnginestopEnginestopEnginestopEnginestopRegenerativebrakingRegenerativebrakingRegenerativebrakingMotor-assistMotor-assistEVDriveMICROMILDMODERATEORMEDIUMFULLORSTRONG…-14V14V-42V42V-144V144V电动汽车的种类功率和电压要求数据来源：AVICENNEEV/HEV对电池的需求EVHEVPortableDeviceVoltageRange300V12to300V3.6Vto14.4VCapacityAh30-100Ah5to10Ah3AhCycleLife/Years10102OperatingTºCharge-40ºC~+85ºC-40ºC~+85ºC0ºC~+40ºCOperatingTºDischarge-40ºC~+85ºC-40ºC~+85ºC-20ºC~+60ºCNominalRateC/3toC20Cto60CC/3to2CEnergyDensity(Wh/Kg)12050to80180to200PowerDensity(W/Kg)250to3501000to5000200EVEnergy20HEVEnergyEVEnergy=4XP-HEVEnergy满足高压大电流应用满足高能量的应用需求满足大功率应用的需求满足更长使用寿命的需求数据来源：AVICENNE动力电池的种类及特性电池和汽车市场发展趋势锂电池将逐渐替代镍氢电池成为未来电动汽车用电池的主力数据来源：AVICENNE主要内容电动汽车对动力电池的要求电池管理系统(BMS)系统架构电动汽车电池模块管理单元（BMU）规范初稿车用储能系统的要求安全性重量轻，电池组形状可灵活设计，分布式安放根据不同应用满足大容量，高功率的要求快速充电电池寿命长耐高温，温度控制和热管理防水，防穿刺和耐腐蚀电池管理系统（BMS）的系统架构MCUBatteryGroupBatteryGroupAFE1AFEnCommunicationBusBatteryModule2BatteryModule2CBMUCAN/485高速CANDisplayMCUBatteryGroupBatteryGroupAFE1AFEnCommunicationBusBatteryModule1BatteryModule1MCUBatteryGroupBatteryGroupAFE1AFEnCommunicationBusBatteryModulenBatteryModulen电池管理系统的架构ExternalInputBMU1BMU2BMUnCBMU/BMU的功能划分CBMU的功能总电压采样及电池包电流采样􀂾高压电系统参数的在线测量，实现被动和主动相结合的高压电安全控制􀂾温度监控及热管理􀂾电池组及高压电系统故障预测诊断􀂾总的SOC、SOH等状态参数自适应估计及可用容量和可用功率等的估计􀂾总内阻测量、计算􀂾整体电池系统的均衡策略与控制􀂾与底层各管理器BMU的CAN通讯􀂾与外界的高速CAN通讯BMU的功能各单体电池的电压、温度采样支持多节电芯的级联监控以及高压不共地通讯（BMU内部通讯）􀂾基于单体电池的均衡决策与控制􀂾计算各单体的状态参数􀂾与CBMU的通讯主要内容电动汽车对动力电池的要求电池管理系统(BMS)系统架构电动汽车电池模块管理单元（BMU）规范初稿BMU的主要功能和指标功能描述模块电压24V,36V,48V及其他单个模块电池串联的数量7~8,10~12,13~16及其他电池种类锰酸锂，磷酸铁锂，三元材料锂电池通讯协议BMU内部通讯协议：I2C/SPI总线协议,支持垂直总线通讯和检测叠加功能BMU外部通讯协议：CAN/485总线协议电压扫描速率5ms,10ms,20ms,100ms,500ms,1s(可选)检测精度单体电池电压:+-5mV温度检测精度:+-2℃均衡技术无源均衡（小电流均衡，模块内均衡）；有源均衡（模块间的均衡）；电源车载12V电源（可选）或以模块电池作为电源MCUAFEn高压监控电路SPI/I2CBusAFE1高压监控电路BMUVBUSCAN/485电压管理单体电池数定义单体电池电压检测电压告警的分级过压告警功能过压告警状态的解除欠压告警功能欠压告警状态的解除保护参数可编程温度管理实时温度检测温度的分级告警功能充电过高温告警功能充电过高温告警的解除放电过高温告警功能放电过高温告警的解除充电过低温保护功能（可选）充电过低温保护的解除（可选）保护参数可编程均衡管理基于电压的无源（电阻）均衡均衡控制功能均衡起始电压点均衡精度同时均衡电池数静置均衡(可选)过度失衡告警有源均衡（可选）均衡参数可编程系统自检故障检测电压告警的状态温度告警的状态电池模块电池均衡状态通讯是否正常关键元器件是否正常