电池管理系统(BMS)设计与制造技术
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1.3 BMS的产品举例

由于本书偏向产品的工程化技术,考虑1.1节功能及BMS的不同拓扑结构,现有的BMS产品可分为一体式BMS、主从式BMS、总线式BMS及无线式BMS。其中部分产品举例如下。

1.一体式BMS

如图1-6所示,该产品可同时对48个电池串联所组成的系统进行监控,实现电池电压、温度、电流、剩余电量等基本状态的监测,并将相应的信息发送给整车控制器。由于该系统管理的单体电池数量较少,功能相对简单,适用于低成本、低电压的新能源汽车电池管理。

图1-6 一体式BMS产品

注:产品图片由东莞钜威动力技术有限公司提供。

2.主从式(星形)BMS

如图1-7所示,该产品由一套主系统及两套从系统组成,每个从系统(见图1-7b)可同时对48个电池串联所组成的电池模块进行监控,实现对单体电池电压、温度、电流等基本物理状态的监测,并将相应的信息发送给主系统;主系统(见图1-7a)可以管理两个从系统,针对各个从系统发送过来的相关信息,实现电池系统总电压、最高/低电压、最高/低温度、SoC、电池一致性、剩余寿命等参数的评估及信息传送。该系统可管理的电池串联数量为96串,但针对不同电池个数,主系统向从系统开放的接口数量还可进一步扩展,即接口数量k与电池个数n的关系如下:

式中,floor(x)表示对x进行向下取整。

图1-7 主从式BMS产品

注:产品图片由东莞钜威动力技术有限公司提供。

主从式BMS可扩展性强,但由于每个从系统都需与主系统进行连接,因此对各从系统所在位置的要求比较高,适用于各电池子系统相对集中的车型,如物流车、乘用车等。

3.总线式BMS

如图1-8所示,该产品由一套母系统及若干子系统组成,每个子系统(见图1-8b)则可同时对50个电池串联所组成的电池模块进行监控,实现对单体电池电压、温度、电流等基本物理状态的监测,并将相应的信息发送给母系统;母系统(见图1-8a)针对各子系统发送过来的相关信息,实现对电池系统总电压、最高/低电压、最高/低温度、SoC、一致性、剩余寿命等参数的评估及信息传送。与主从式BMS不同,总线式BMS采用CAN总线与各子系统进行连接,最后再接上母系统,因此总线式BMS可以满足距离较远、分布式的电池系统模型,适用性较广。

图1-8 总线式BMS产品

注:产品图片由东莞钜威动力技术有限公司提供。

4.无线式BMS

如图1-9所示,该产品由若干个子系统与一个母系统组成,每个子系统(见图1-9a)可对单个电池的电压、温度、内阻等信息进行监控,并直接从监测电池上获取电源,同时以WiFi的方式将相应的信息发送给母系统;母系统(见图1-9b)针对各子系统发送过来的相关信息,实现电池系统各项特性的评估及信息传送。由于使用无线连接,该BMS仅需将子系统与母系统之间的网络配置进行设置即可使用,结构更为简单,可省去很多线束连接所带来的问题,在系统总重量、占用空间方面都具有一定的优势。

图1-9 无线式BMS产品

注:产品图片由东莞钜威动力技术有限公司提供。