续航不是难题，电动汽车用BMS解决方案

1. 系统设计:

1.1 系统技术难点

电动汽车用电池管理系统具有系统结构复杂、工况复杂、外接设备复杂等特点，ABMS系列产品是安科瑞电源针对大、中型电动汽车用动力电池系统量身开发的BMS 系统，产品集成多项源头核心技术，代表业界最先进应用水平。

      ABMS 系列产品电动汽车用典型应用结构图如图1：
                                                                                      图1
BMS 作为电动汽车的关键电控系统，重点是解决电池安全问题和续航里程问题，其设计难点较多：

一致性要求高——大型电动汽车系统庞大，锂电池数目较多，对电池的一致性要求非常高，由于电池加工工艺、工作环境等差异导致锂电池无法自身实现一致，需要有效的均衡方式保证锂电池寿命和汽车的续航里程；

单体管理难度大——锂电池过充电时，过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中，无法再释放，可导致电池寿命短；过放电时，电极脱嵌过多锂离子，可导致晶格坍塌，从而缩短寿命。由于锂电池的以上特性，必须增加多重的电管理保护机制；

电磁干扰强——电动汽车上有许多大功率电感性负载（比如电动机），这些负载工作时电磁干扰非常强，尤其是在功率切换时，会产生强烈的暂态干扰，对电子电气设备的正常工作和可靠动作产生影响；

系统热稳定性差——锂离子电池热敏感性较强，单体电池有一定的温度耐受范围（充电0～45℃，放电-20～60℃），电动汽车用电池体积较大，易产生局部的过热，从而影响电池的性能，甚至会引发电池自燃等极端事件；

系统电压高——电动汽车电源需驱动电动机等大功率设备，需要较高的电源电压，对绝缘耐压等级要求较高；

阻燃要求高——电动汽车经常在高温环境下运行，电气设备周围温度非常高，在故障情况下极易产生自燃，因此对阻燃等级要求非常高；

振动冲击强——电动汽车会经常行驶在复杂的路面环境下，振动冲击非常强烈，对电气设备的抗振要求非常高；

系统精度要求高——电动汽车对于电、热等信息采样精度要求极高，局部采样精度在整个系统内会被放大，必须有高精度的采样方式才能满足系统的要求；

外部通信要求高——电动汽车电气设备繁多，电池系统既要实现内部的实时信息传输，又要不整车控制器/电机控制器、仪表、充电机等进行实时交互，因此要求电池系统须有极强的通信能力和复杂的接口类型；

历史数据管理——电动汽车工作状况复杂，运行状态多变，须对电池历史信息进行有效存储和分析管理，进而准确判断电池系统的健康状态。

1.2 电源ABMS方案设计特点

ABMS是安科瑞电源专门门针对大中型电动汽车应用难点而开发的新一代高安全高可靠的电池管理系统，具备电压和温度采集、热管理、绝缘监测、通信及报警、数据存储等强大功能，它具有如下优势：

高效率主动无损均衡——安科瑞电源产品采用主动均衡技术，可实现充放电全程均衡，均衡电流达到1A，从而保障电池系统的一致性，提升续航里程延长产品使用寿命；

抗干扰能力强——所有元器件选型均满足汽车级元器件选型要求，并且在输入输出进行了有效隔离与滤波。

高分辨率热管理——系统具有温差管理、高低温极限管理等多种温度控制策略，制况、制热双重管理，确保系统在舒适的温度区间运行，杜绝电池自燃等极端事件的发生；

绝缘耐压等级高——ABMS绝缘耐压等级符合国标规定的附加绝缘（见GB/T18384.3中6.2.3），并且系统自带绝缘监测功能，可实现绝缘状态的实时显示及绝缘失效的有效保护，确保人身安全；

阻燃等级高——ABMS中所有系统配件均达到或超过汽车级阻燃等级UL-94-V0；

抗振等级高——每一套ABMS系统在出厂前均会按照国标规定的振动测试标准进行测试，有效保证了系统的耐振动性能；

丰富的外延接口——ABMS外部支持多路有源输出、无源输出及多重隔离的CAN总线输出，满足多样化的管理需求，可有效实现电池的智能保护；

精准采集与估算——独具特色的高精度采集技术——Kalman Filter算法、目前业界最精准的SOC估算技术——EKF算法，两项核心源头技术有效地保证了ABMS在信息采集和SOC估计方面的行业领先地位，确保电动汽车安全性不续航里程；

大容量数据存储——支持8G的数据存储容量，可长期记录动力电池全部性能参数和电池组的调度事件，USB接口方便用户将数据快速导入电脑进行后期分析；

2. 系统构成

2.1 系统架构

ABMS系统中BCU 模块通过CAN 总线于BMU 模块和ISO(绝缘检测模块)实时通信，获取单体电压、箱体温度、绝缘电阻等系统参数，通过电流传感器采集充放电电流，动态计算SOC，并通过触摸屏显示相关数据。BCU 计算分析得出电池组综合信息后，进行系统智能管理，通过独立的CAN 总线分别与ECU、电机控制器及充电机等智能交互，同时也可通过继电器实现对充放电的二级保护，确保强弱电有效隔离，满足客户多样化的安全控制需求，保障系统稳定高效地运转。

       其结构如图2所示：

                                                                               图2

2.2 系统组成

一个电动汽车电池组的BMS系统包含一个BCU和多个BMU等模块，它们共同组成ABMS。其释义如下表：


3. BMU子系统

3.1  BMU尺寸示意图

       ABMS的外形参数如图3尺寸：
                                                        图3 BMU尺寸示意图/mm

3.1.1 BMU功能简述
                                                       BMU主要功能

4. BCU子系统

4.1 BCU模块示意图

      EK-FT-C12的结构尺寸如图4：
                    
                                                 图4 BCU模块示意图/mm

4.1.1 BCU功能简述

                                                BCU主要功能6. ISM模块

5.1  ISM模块示意图

       ABMS的结构尺寸如图5：

                                             图5 ISM模块示意图/mm

5.1.1  ISM功能简述


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