對(duì)高壓電池管理系統(tǒng)的功能做出說明

絕緣電阻檢測(cè)

電動(dòng)車在使用過程中，會(huì)出現(xiàn)諸如碰撞、零部件老化等情況，使整車高壓電系統(tǒng)與車輛底盤之間的絕緣出現(xiàn)異常，情況嚴(yán)重時(shí)，漏電回路產(chǎn)生的熱積累效應(yīng)將造成車輛燃燒起火。

因此，對(duì)高壓電系統(tǒng)和車輛底盤之間的絕緣檢測(cè)，成為了BMS關(guān)鍵功能之一。

GB/T 18384.3-2015人員觸電防護(hù)中定義最大工作電壓大于60V的電力組件為B級(jí)電壓等級(jí),B級(jí)電力組件必須滿足其有足夠的絕緣電阻。

在GB/T 18384.1-2015車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)中規(guī)定BMS需要對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)所有部件(電芯、高壓組件、殼體以及線束等)集成完畢的狀態(tài)下進(jìn)行絕緣檢測(cè)，且采用絕緣電阻阻值來衡量絕緣狀態(tài)。

必須保證所有導(dǎo)電部件與每一個(gè)電池電極之間的絕緣電阻和額定電壓的比值大于500Ω/V，即絕緣電阻(Ri ≥ (Vb * 500 Ω/V))

如果BMS監(jiān)測(cè)到絕緣電阻降低至規(guī)定數(shù)值以下，則存儲(chǔ)一個(gè)DTC(高壓絕緣異常)，并在組合儀表上顯示警告燈亮起，將異常情況告知駕駛員。

豐田混合動(dòng)力的絕緣電阻檢測(cè)電路

對(duì)電池溫度進(jìn)行熱管理/監(jiān)控

一般電池包的理想運(yùn)行溫度為0℃~35℃，最高運(yùn)行溫度為60℃。

當(dāng)電池溫度低于下限溫度，電池?zé)o法正常工作，除了導(dǎo)致車輛無法正常啟動(dòng)外，對(duì)電池本身也是種傷害。

電池低溫放電會(huì)造成電池電解質(zhì)活性降低，導(dǎo)電能力差，放電能力差。如果在低溫時(shí)強(qiáng)行充電，還會(huì)造成負(fù)極析鋰問題和容量永久損傷，析出的鋰不斷積累，成為熱失控的重要起因。

因此，在動(dòng)力電池溫度較低時(shí)，需要通過加熱器間接給電池加熱。

動(dòng)力蓄電池內(nèi)部加熱組件

在絕大部分實(shí)際使用場(chǎng)景下，大功率放電的電池模組升溫速度是很快的。尤其在夏季高溫環(huán)境下，當(dāng)電池溫度超過上限時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電池容量和輸出性能下降，甚至出現(xiàn)電池膨脹和鼓包等現(xiàn)象。

因此，需要通過BMS監(jiān)控電池的溫度變化，來防止電池過熱。

BMS系統(tǒng)通過抑制充電電流和輸出電流，以及啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，比如加快冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，增加冷卻液閥門的開合角度等等，使電池包溫度維持在合理范圍內(nèi)，防止熱失控的產(chǎn)生。

目前主流的冷卻方式主要有風(fēng)冷和水冷兩種。

BMS具備的熱管理功能，對(duì)保障動(dòng)力電池安全和延長(zhǎng)其壽命有著重要作用。

風(fēng)冷系統(tǒng)及水冷系統(tǒng)

在線故障診斷和安全管理

由于高壓電會(huì)對(duì)人體造成巨大傷害，因此BMS一項(xiàng)非常重要的功能，就是在線故障診斷和安全管理。

電池系統(tǒng)常見故障包括但不僅限于電池組、高壓電回路、熱管理等各個(gè)子系統(tǒng)的傳感器故障、執(zhí)行器故障以及網(wǎng)絡(luò)故障、各種控制器故障等。電池組本身故障是指過壓(過充)、欠壓(過放)、過電流、超高溫、內(nèi)短路故障、電解液泄漏、絕緣降低等。

BMS能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電池包的運(yùn)行狀態(tài)，在診斷到上述故障后，通過通信線束向整車控制器發(fā)出警示，要求整車控制器對(duì)故障進(jìn)行處理。如果BMS判斷故障已超出設(shè)定閾值，則可以判斷是否直接斷開主回路電路，以防止高溫、低溫、過充、過放、過流、漏電等對(duì)電池和人身產(chǎn)生損害。

電池系統(tǒng)的故障處理機(jī)制，一般采用故障分級(jí)處理方式，即不同的故障等級(jí)對(duì)應(yīng)不同的處理方式。

故障等級(jí)與對(duì)應(yīng)的處理機(jī)制一般分為3類：

1

輕微故障--發(fā)送警告，可繼續(xù)運(yùn)行

2

?嚴(yán)重故障--發(fā)送警告，限制電池系

統(tǒng)運(yùn)行功率

3

危險(xiǎn)故障--發(fā)送警告，終止電池系統(tǒng)運(yùn)

行，并記錄故障

除了以上核心功能外，BMS系統(tǒng)還具備系統(tǒng)內(nèi)外信息交互、電池歷史信息存儲(chǔ)、高壓互鎖回路監(jiān)測(cè)等功能。

其中有關(guān)高壓互鎖回路監(jiān)測(cè)，涉及到高壓線束，在之前有關(guān)高壓部件和高壓線束的防護(hù)與標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)推文中進(jìn)行了詳細(xì)說明。

總結(jié)來說，BMS的核心功能就是檢測(cè)電池電壓，充放電電流以及溫度等信息，并且計(jì)算電池的荷電狀態(tài)，來選擇或調(diào)整充放電方式，以及確定是否需要開啟均衡管理，并且根據(jù)異常狀態(tài)對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)，確保電池的安全，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

審核編輯：劉清