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电池管理系统包括哪些部分?初识电池管理系统

电池管理系统包括哪些部分?初识电池管理系统

电池管理系统(Battery Management System,简称BMS),顾名思义,是专门管理电池使用的系统。BMS在整车的功能使用中扮演着非常重要的角色,高压上下电、充电、电池系统热管理、电池系统故障诊断都需要它来参与。

接下来我们将通过两篇推送带大家初步认识一下传说中的BMS。电池管理系统,核心就在管理二字。既然是系统,那咱们就从硬件架构、软件架构开始。

一、认识电池管理系统的硬件架构

电池管理系统包括哪些部分?初识电池管理系统

主板(BCU),作为BMS的总司令,会收集来自各个从板(通常叫LCU)的采样信息,通过低压电气接口与整车进行通讯,控制BDU(高压分断盒)内的继电器动作,实施监控电池的各项状态,保证电池在充放电过程中的安全使用;

从板(LCU),作为BMS的哨兵,实施监控着模组的单体电压、单体温度等信息,将信息传输给主板,具备电池均衡功能,从板与主板的通讯方式通常是CAN通讯或者菊花链通讯(一种像菊花形状一样从中心到周边的通讯方式,不要想歪了…);

 BDU,是电池包电能进出的大门,通过高压电气接口与整车高压负载和快充线束连接,包含预充电路、总正继电器、总负继电器、快充继电器等,受主板控制;

高压控制板,电池包电能进出的大门门卫,可集成在主板(如上图),也可独立出来,实时监控着电池包的电压电流,同时还包含预充检测和绝缘检测功能。

二、认识电池管理系统的软件架构

电池管理系统包括哪些部分?初识电池管理系统

随着汽车电子的软件开发越来越复杂,汽车制造商,供应商以及工具开发商联合开发开发了AUTOSAR,即Automotive Open System Architecture(汽车开发系统架构),AUTOSAR的分层模型架构使得主机厂、供应商、科研机构等的联合开发得以高效配合,为实现强大的软件系统提供了基础。

成熟的BMS软件开发通常是基于AUTOSAR架构开发。AUTOSAR架构将运行在Microcontroller之上的ECU软件分为:应用层(Application)、运行环境(RTE)、基础软件层(BSW)三层。

Application,应用层,将软件都划分为一个ASWC(Atomic Software component),包括硬件无关的Application Software component、Sensor Software component、Actuator Software component等。对于电池管理系统,其功能绝大部分算法逻辑都是在应用层进行,也是BMS软件开发的核心工作。

RTE,运行环境,提供基础的通讯服务,支持Software Component之间和Software Component到BSW的通讯(包含ECU内部的程序调用、ECU外部的总线通讯等情况),RTE使得应用层的软件架构完全脱离于具体的单个ECU和BSW。

BSW,基础软件层, 可细分为:Services Layer、ECU Abstraction Layer、Microcontroller AbstractionLayer和Complex Drivers Layer。每层的BSW都保护不同的功能模块。

通俗地解释一下,如果把AUTOSAR比作一栋大楼,那么BSW就相当于地基以及地下的基础设施建设部分;RTE相当于主机房及配电室,协调这个大楼的网线,电线以及通风等一些基础运行通讯设备;Application则相当于这栋大楼用来做什么的最终的体现,如果是办公大楼,我们就装修成OFFICE,如果是科研大楼,我们就装修成实验室……

怎样,看完上面的内容,是不是对电池管理系统的架构有了一个初步的了解呢?

下一期我们打算再来讲讲电池管理系统的功能,放心,不会让你等太久。

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