在政府要强制实施油耗和新能源轿车积分并行办理的大布景下，很多车企都推出了新能源轿车开发上市方案，并且要继续上量。为了满意这一系列的方案，在PHEV(含EREV)、EV这几个范畴里边，轿车企业需求用不同的新能源车辆组合去符合方针规范、适应市场需求并投合顾客，这就需求对车型的中心目标(续航路程、百公里加快和充电速度)进行一些动态的装备和办理，并能够应对未来或许的电池供货商的转化。在这个进程里边，咱们详尽地来谈一谈做电池办理体系的价值，还有怎么去做电池办理体系。
榜首部分 模组化供应
简略而言，跟着电动轿车行业的开展，我国也或许与德国VDA相同，推出轿车用锂电池规范，电池单体和模组的规范化势在必行。经过对电池单体的串联、并联或串并联混合的方法，确保电池模块一致尺度，并归纳考虑电池本体的机械特性、热特性以及安全特性。在装置规划不变的状况下，依据不同的续航路程和动力要求，供应不同电池容量，以满意不同的需求。这种模块化运用，在单体、模组端都可完结大规模自动化出产，大幅下降出产成本，这就使得整个电池企业的供应都以模组为最小单元。
模组化供应改动了本来的电池企业的构建方法，本来供应电池单体，车企需求从单体开端构建，整个BMS的拓扑结构都要依据电池巨细来权衡挑选，而在供应模组条件下，根本单元就变成了模组小总成。
在这个进程中，下一步的集成电池模块，则比传统电动轿车模块包容更大容量电池组。以往电池模块一般由 12 个容量为 2-3kWh 电池组组成，现在开端往能包容 24 个单体的 6-8kWh 电池组转向。这将在相同的电池空间内，进步电池容量，有用添加电动轿车续航。
图1 PHEV和EV 模组
软包的根本状况也是相似的，也开端往这个方向开展。
图2 软包的模组
如图3所示，模组里边都是内嵌了LECU的功用，根本把模组温度收集和单体电压收集和电压维护给做掉了。
·单体电压丈量和电压监控：单体的电压的收集和维护，这个功用是下放到底层的。这儿分为：
收集单体电压：精度会影响单体差异性的比较
过压和欠压的判别：这儿也是在底下能够完结的逻辑功用
校验：经过单体累加和模组电压的判别，完结对整个功用的确诊处理
·电池温度：现在通常在一个模组内放置2-4个温度点来收集母线焊接温度、模组内电池温度差异
·通讯和信号：把温度、电压信息传送出去，还有把根本的单体过压欠压发送出去
·均衡的实践操控：首要包括实践的电路
图3 LECU及其根本功用
第二部分 电池办理功用
如前所述，因为供应形式的改动，电池办理功用也就需求匹配整个电池体系，底层的根本部件变成了模组。这儿轿车企业面对的课题是：
·整车动力体系的需求差异：依据不同车辆的实践构型的需求，对电池的放电才能和功率特性有不同的要求
·充电特性：依据运用的实践状况，能够对充电的特殊需求做定制
·区域运用特性：依据车辆运用区域环境的不同，乃至需求对不同的热办理特性进行装备
·模组的差异，或许依据整车的需求不同，需求对单体的化学体系进行切换
图4 高压体系架构
这样一来，整车企业对BMS的掌控需求就很显着了：
图5 电池办理体系内核
这儿就区分红“可变部分”和“不可变部分”,其间共性的部分有：
1)电池参数检测：
包括总电压、总电流、绝缘检测(监测漏电)、磕碰检测等。
·总电压丈量：在后续核算SOC的时分，往往会用电池组的总电压来核算，这是核算电池包参数重要参量之一;假如由单体电压累加计量而成自身电池单体电压采样有必定的时刻差异性，也没办法与电池传感器的数据完结准确对齐，因而往往收集电池包电压来作为主参数来进行运算。在确诊继电器的时分，需求电池包表里电压一同比较。
·总电流丈量：电流丈量手法首要分两种智能分流器或霍尔电流传感器。因为电池体系需求处理的电流数值往往瞬时很大，比方车辆加快所需求的放电电流和能量收回时分的充电电流，因而评价丈量电池包的输出电流(放电)和输入电流(充电)的需求必定的量程和精度。
·绝缘电阻检测：需求对整个电池体系和高压体系进行绝缘检测，比较简略的是依托电桥来丈量总线正极和负极对地线的绝缘电阻。也能够选用自动信号注入，首要是能够检测电池单体对体系的绝缘电阻。
·高压互锁检测(HVIL)：用来承认整个高压体系(能够分为放电回路和充电回路两个部分)的完整性，当高压体系回路断开或许完整性受到破坏的时分，就需求发动安全措施了。
·SOC和SOH估量: 包括荷电状况(SOC)或放电深度 (DOD)、健康状况(SOH)、功用状况(SOF)、能量状况(SOE)、毛病及安全状况(SOS)等
2)毛病确诊和容错运转
·毛病检测是指经过剖析收集到的传感器信号，选用确诊算法来确诊毛病类型，并进行前期预警。电池毛病是指电池组、高压电回路、热办理等各个子体系的传感器毛病、执行器毛病(如接触器、电扇、泵、加热器等)，以及网络毛病、各种操控器软硬件毛病等。电池组自身毛病是指过压(过充)、欠压(过放)、过电流、超高温、内短路毛病、接头松动、电解液走漏、绝缘下降等。
·电池办理单元的毛病会也需求以毛病码(DTC)来进行报警，经过DTC触发仪表盘傍边的指示灯，在新能源轿车中电池毛病也有相应的指示灯来提示驾驶员。因为电池存在必定的危险性，往往需求车联体系直接进行信息传送，以应对忽然呈现的事端。比方当发生事端的时分，当安全气囊弹出，继电器由整车操控器直接堵截今后，车联体系经过定位和预警来处理，特别是电池放电。毛病确诊包括对电池单体电压、电池包电压、电流、电池包温度丈量电路的毛病进行确诊，承认毛病方位和毛病等级，并做出相应的容错操控。
·Fail-Safe的容错运转机制，是指车辆在运转进程中遇到过错之后，车辆进行的降级运转处理。事实上，这个功用更像是对以上一切功用降级和备份。这一机制包括毛病检测、毛病类型判别、毛病定位、毛病信息输出等。
3)继电器操控
·操控电池包内一般有多继电器体系，完结对继电器的驱动供应和状况检测，继电器操控往往是和整车操控器和谐后承认操控器，而安全气囊操控器输出的磕碰信号一般与继电器操控器断开直接挂钩。电池包内继电器一般有主正、主负、预充继电器和充电继电器，在电池包外还有独立的配电盒对整个电流分配做个更详尽的维护。对电池包的继电器操控，闭合、断开的状况以及开关的次序都很重要。
可变的部分:
1)热办理：
·需求检测电池包热办理体系的温度参量(流体进口和出口的温度)，检测电路与单体检测相似。依据电池组内温度散布信息及充放电需求，决议自动加热/散热的强度，使得电池尽或许作业在最适合的温度，充分发挥电池的功能。
·热操控：电池的化学功能受环境的温度影响非常大，为了确保电池的运用寿命有必要让电池作业在合理的温度规模之内，并依据不同的温度给整车操控器得出其所能输出和输入的最大功率。关于电池体系的温度操控首要用到CFD仿真剖析，这儿中心的便是挑选不同的热办理的外部方法，然后经过内部的办理战略确保温度的阈值可用。
图6 液冷和风冷共用一套根底的BMU体系
2)充电操控
本来的电池办理体系的一种首要形式是监控电池体系在充电进程中的需求，担任整个电池体系的电流输入，包括惯例充电和能量收回的管控。现在可变的部分是面向快充的规划，因为顾客的需求和实践的状况，这个当地也是处在挺高的改变区域。
3）均衡办理：
串联的电池包在实践运用进程中，每个串联的输出容量是不相同的。而电池，不只有过放电和过充电的约束，并且在不同温度和不同SOC下，输入和输出的功率也存在约束。也便是说，单个电池的约束，就会影响到整个电池。
·电池包内各个单体电池之间的个体差异：单体容量差异、单体内阻差异、单体自放电差异、作业时分电流差异和休眠时分电流差异
·电池包内跟着时刻的改变，电池的单体容量、单体内阻、单体自放电都会发生差异
·客户运用：充电时刻、放电时刻
·外部环境：同温度下的自放电、不同SOC下的自放电
·体系相互影响：BMS的作业状况，这个要素和BMS的作业状况有联系。
实践电池容量呈现较大改变的时分，使得均衡才能定死的状况下，BMU上端需求给出不同的战略。
所以，未来或许的改变是，电池办理体系构成下端和上端的别离，为了很多上项目，节省办理和改变办理，轿车厂内需求构成甲方中的乙方，专门做体系软件的那部分，来担任整个电池体系办理的中心算法和装备进程，他们担任设置电池的维护和运用阈值，对整个车辆的可用性和售后担任。整个BMS办理的硬件，却是和车企也没有联系，这儿需求非常好的软硬件接口文件，不然极易犯错。咱们未来掌控的事也挺有限的。
