車(chē)載電子集成化趨勢下BMS功能分配
林學(xué)長(cháng)在聊BMS的功能演變的問(wèn)題,會(huì )不會(huì )演化到整車(chē)/混動(dòng)控制器VCU/HCU里面,這個(gè)事情我認為值得好好討論一番。首先我們來(lái)看看VW的電池結構
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201710/368123.htm
這里大概率的情況是,電池管理系統檢測到了高的電流脈沖,然后進(jìn)行了保護,這個(gè)故障的等級定義比價(jià)高。
我們在考慮這個(gè)事情的時(shí)候,可以把德系的架構都拿來(lái)看看,其實(shí)是屬于將電池管理系統至于比較高等級的(BMS主模塊ASIL C)。
我是覺(jué)得可以把BMS的很多算法直接放在VCU里面,我們做如下分析:
一)測量功能:
1)基本信息測量:電池電壓,電流信號的監測,電池包溫度的檢測 電池管理系統有著(zhù)最基本功能就是測量電池單體的電壓,電流和溫度,這是所有電池管理系統頂層計算、控制邏輯的基礎 。
2)絕緣電阻檢測:電池管理系統內需要對整個(gè)電池系統和高壓系統進(jìn)行絕緣檢測。
3)高壓互鎖檢測(HVIL):用來(lái)確認整個(gè)高壓系統的完整性的,當高壓系統回路完整性受到破壞的時(shí)候啟動(dòng)安全措施。
二)估算功能
1)SOC和SOH估計:核心也是最難的部分
2)均衡:出現單體之間SOC×容量不均衡的時(shí),通過(guò)均衡電路進(jìn)行調整。
3)電池功率限制 :電池在不同的SOC溫度下,其輸入和輸出的功率是有一定限制的。
三)其他功能
1)繼電器控制:包括主+、主-,充電繼電器+、充電繼電器-、預充繼電器
2)熱控制
3)通信功能:
4)故障診斷及報警
5)容錯運行
細致的可以看下面這個(gè)圖:
一個(gè)完整的BMS的軟件工作比例
我個(gè)人覺(jué)得未來(lái)的發(fā)展方向是:
1)保留功能
單體相關(guān)的功能(電壓、電流和溫度測量保護)
均衡執行電路
通信
最小診斷和最少的記錄
2)轉移的功能
SOx的算法和功率限制
高壓測量
繼電器控制和診斷
熱管理控制
這里的主要原因是,其實(shí)BMS如果做SOC、SOH,其實(shí)對BMS的運算能力有了更高的要求,BMS需要考慮整車(chē)的安全,其實(shí)本身所有的估算還是要放到VCU層面去進(jìn)行故障處理。那問(wèn)題來(lái)了,我們?yōu)楹尾恢苯釉赩CU內進(jìn)行處理呢?
相比較而言
VCU可以從整個(gè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上獲取,各個(gè)點(diǎn)的電壓(逆變器、配電盒、電池包)
VCU可以獲取主要的電池包電流和逆變器電流,如果前者失效就盡量關(guān)掉HVAC,來(lái)推斷整個(gè)電流
VCU缺的是電池包內的問(wèn)題,但是可以根據多點(diǎn)的溫度估算
VCU本身就是一個(gè)很高等級的部件
這樣的好處有:
BMS里面的功能可以做的很簡(jiǎn)單
BMS完全可以模塊化在不同的地方
BMS里面將廠(chǎng)家的高低完全降低,可以在VCU里面做校正,來(lái)實(shí)現多供應商切換
BMS和模組也可以進(jìn)行分離了
理論上,這樣成本和IP更好一些
這樣車(chē)企完全對電池壽命和保修負責,需要更多的單體和模組數據
小結:
1)我相信未來(lái)會(huì )變得非常簡(jiǎn)單,BMS這么多企業(yè)完全不正常,車(chē)企最終會(huì )掌握電池的實(shí)際情況,把后期的數據和前期的測試數據進(jìn)行分析,這種循環(huán)其實(shí)電池廠(chǎng)不具備
2)理論上這種刷寫(xiě)不牽涉到電池廠(chǎng)家,響應速度也快一些
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