电池管理系统BMS主要功能规范

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2023-02-23 10:34:50 693

高压上下电管理

高压上电管理：BMS进行自检状态，通过检测后等待VCU上电指令，在接收到VCU上高压电指令后，BMS控制闭合主负、预充继电器进行预充，当检测到MCU输入电压大于母线端电压的95%，预充完成，闭合主正继电器，延迟一段时间后，断开预充继电器，高压上电完成，进入BMS工作模式。KL15为OFF状态，或者BMS收到VCU/TBOX下电指令时，则先后断开主正继电器和主负继电器。BMS将控制器状态反馈给VCU。

高压下电管理：正常下电过程，检测到驾驶员正常下电指令，VCU发送下电指令，BMS接收到指令后先后断开高压回路正负极继电器，需要考虑工作电流的大小，车速等车辆状态信息。紧急下高压，当车辆出现严重故障时，例如碰撞故障，BMS应立即下高压，切断动力输出。

充电管理

BMS根据电池温度和SOC对电池系统的充电功率MAP进行查表，从而确定系统的当前*大允许的充电电流。充电时，BMS把电池系统的单体*高电压、*高总压、*高温度以及当前允许充电的*大电流、标称能量、SOC和当前电池电压等信息与充电设备（充电桩或车载充电机）进行交互，从而使电池系统按照适配的充电电压、充电电流和充电方法进行充电，并将充电信息显示到仪表上。同时，根据充电电流大小和电池SOC估算充电剩余时间。

充电技术分为：慢充、快充、无线充电、预约充电、换电等补电的方式。

慢充：主要由BMS、VCU、OBC、PDU、仪表等控制器参与。OBC检测CC、CP，并与慢充桩进行交互，并将交流转成直流电，BMS控制充电的过程、VCU决定充电的使能与不使能，PDU中执行慢充继电器的控制，仪表显示充电SOC，充电电流，充电时间，充电的提示信息等。

快充：主要由BMS、VCU、PDU、仪表等控制器参与。BMS与快充桩进行交互，VCU决定充电的使能与不使能，PDU中执行慢充继电器的控制，仪表显示充电SOC，充电电流，充电时间，充电的提示信息等。

无线充电：主要由BMS、VCU、无线充电控制器、PDU、仪表等控制器参与。类似于慢充的方式。

预约充电：主要由APP、大屏、BMS、VCU、OBC、PDU、Tbox、GW、仪表等控制器参与，实现预约充电的两种方式远程预约和本地预约，一般车企只会实现一种。远程预约：可以预约充电时间和预约充电的电量。实现的方式是：当用户在APP端进行充电功能预约时，请求信息发送给TSP平台，由TSP平台发送给车端的Tbox，车端Tbox存储请求信息，达到时间后Tbox将请求信息通过GW下发到对应的网段，唤醒车辆网段。本地预约：用户通过大屏设置充电信息，通过仪表进行转发到车端Tbox存储请求信息，达到时间后Tbox将请求信息通过GW下发到对应的网段，唤醒车辆网段。

电池状态估计

SOC：主要通过安时积分法和卡尔曼滤波算法，并结合修正策略（开路电压静态修正（长时间静置）、满充修正、满放修正（5%-95%SOC对应0-100%显示SOC），动态修正（查表soc与实际soc的修正），不同温度及SOH下的容量修正等），对电池的剩余容量进行估算。

SOH：BMS根据里程和车辆运行时间查表得到衰减系数，以及可以通过小电流充电时，当SOC变化时，理论充入的容量与实际充入的容量的比值；

SOE：BMS通过温度和SOC查表得到电池的可用充放电功率SOE，考虑峰值充放电到持续充放电功率的迁移；

高压互锁监测

BMS对电池接插件高压互锁故障进行监测，当发生高压互锁故障时，考虑车辆的运行状态（快速行车/静止状态/充电状态），进行报警，限功率以及下高压处理。或者将故障上报VCU进行决策处理。

绝缘监测

BMS对电池系统绝缘故障进行监测，当发生绝缘故障时，考虑车辆的运行状态（正常行车/静止状态/充电状态），进行报警，限功率以及下高压处理。或者将故障上报VCU进行决策处理。

碰撞监测

BMS对整车碰撞故障进行监测，当发生碰撞故障时，进行紧急下高压处理。

热管理

快慢充过程热管理：当电池*低温度过低时，闭合充电继电器和加热继电器，启动加热系统，当电池*低温度大于正常阈值时，断开加热继电器，恢复正常充电，当加热过程中温差过大时停止加热；

行车前及过程中热管理：电池温度的控制，当电池温度过高时，打开水泵及散热风扇对电池进行降温，当电池温度低时，打开电池PTC进行加热。

电池均衡管理

当*大*小SOC的阈值大于某值时，根据工作电流、PCB温度、SOC值，车辆状态等条件，决定是否开启均衡，并根据设计的均衡电流，计算均衡时间。

电池故障分析及在线报警

发生判断条件：

（1）*小单体电压低于某一阈值，持续一段时间。

（2）*高电池温度大于某一阈值。

（3）单体温度上升速度大于某一阈值。

（4）*高温度与*低温度的温差大于某一阈值。

满足以上条件中任意两个同时成立，立即置位热失控故障标志位，同时向车端发送信号提醒驾驶员，热失控故障一旦触发，无延迟性执行故障对应动作，会立刻切断车辆的动力输出。

也会向云端发出报警信号，后台监控车辆的状态，并进行后续的救援措施。

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