最近在看被某大廠奉為四大名著之一的《高效人士的七個(gè)習(xí)慣》，其中有條是要養(yǎng)成記錄的習(xí)慣，一方面作為記憶，另一方面還能對(duì)碎片化的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理。更主要的是自己在這方面也比較欠缺，借此也能鍛煉一下。

---

        BMS-BatteryManagementSystem,電池管理系統(tǒng)，能夠?qū)﹄姵兀ńM）進(jìn)行監(jiān)控和管理，通過實(shí)時(shí)采集電池電壓、電流、溫度等參數(shù)，同時(shí)接收上層控制器（VCU、EMS等）下發(fā)的控制需求，計(jì)算或控制當(dāng)前電池的最優(yōu)充放策略，提升電池系統(tǒng)的安全和性能。

        BMS有分體式和集中式兩種結(jié)構(gòu)，區(qū)別就是采樣部分獨(dú)立與否，各有優(yōu)劣。

BMS硬件

1、AFE采樣

      主流的AFE采樣芯片：LTC68XX、MC33771、Max17823,除此之外還有TI的BQ76xxx以及其他比較小眾的芯片。

2、12V電源

        乘用車小電瓶都是12V，商用車大多都是24V，而且車載控制器的電源輸入范圍9~16V的標(biāo)準(zhǔn)要求，再加上輸入級(jí)的防反、防短以及濾波，主要還是考慮EMC方面的設(shè)計(jì)

        目前大多使用的是SBC，帶診斷、通訊、喚醒、LDO等功能的集成電源芯片。例如：NXP的FSx500系列，如果是DC/DC芯片，考慮開關(guān)頻率、紋波干擾等還要在輸出端增加LDO或?yàn)V波措施。

3、CAN接口

        常用的TJA1XXX，有隔離型和非隔離型，車載一般都是和車身共地的，隔離的意義不大，而且非隔離的要便宜許多。有些控制器是需要高壓上電后才工作的，實(shí)際是這部分功能電路的電源來自于母線電壓，這時(shí)候就需要進(jìn)行隔離，比如一些電機(jī)控制器。

 常見的CAN接口基本由限流電阻、共模電感、濾波電容、TVS組成。

4、高低邊驅(qū)動(dòng)

      控制繼電器開閉，有的高、低邊雙控，有的只控低邊，主要是選型，國內(nèi)能選到但不一定能買到，這個(gè)可以看芯片商推薦。 

5、電流檢測

     分流器和霍爾兩種，各有優(yōu)劣。

     分流器其實(shí)就是一段電阻，受溫漂影響精度，而且采樣的參考點(diǎn)是高壓地，一般需要隔離，差分運(yùn)放+ADC采集+接口隔離器件的方案。

     霍爾傳感器精度高，自帶隔離，輸出數(shù)字信號(hào)的更好，可以直接接入MCU。 

6、高壓采集

        采集電池動(dòng)力輸出口電壓，乘用車一般400V左右，基本上是分壓+ADC+隔離的方案，有意思的地方是要采樣4路高壓，目的是檢測主正主負(fù)繼電器粘連（還有預(yù)充），不過現(xiàn)在都開始選用帶觸點(diǎn)反饋的繼電器了，這樣可以簡化高壓采樣電路。

        商用車大概600-800V，原理一樣，注意電路板的爬電距離。

7、絕緣檢測

        有電橋法和低頻注入法，其中電橋法是有標(biāo)準(zhǔn)推薦的。

        電橋法：有平衡橋和不平衡橋，一個(gè)系統(tǒng)某個(gè)時(shí)刻僅允許一個(gè)檢測存在，所以上下橋臂都有繼電器控制。

        低頻注入法：向車身地發(fā)送低頻交流信號(hào)，可以是正弦或方波，然后再母線分支回采，中間有多級(jí)信號(hào)處理電路，調(diào)試比較麻煩，但是不影響多個(gè)設(shè)備間的連接。

8、互鎖回路

      目的是檢測高壓插件是否連接好，原理是高壓接插件上有兩觸點(diǎn)接入BMS，這兩觸點(diǎn)在接插件斷開的時(shí)候是斷開的，然后BMS給其中一個(gè)觸點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，如果接插件對(duì)接狀態(tài)，那么從另一個(gè)觸點(diǎn)會(huì)返回發(fā)出的信號(hào)。

      信號(hào)幅值一般是12V，如果是5V或3.3V，經(jīng)過線束壓降、干擾可能誤檢，多數(shù)都采用固定占空比的PWM信號(hào)，推挽輸出實(shí)現(xiàn)。

9、碰撞信號(hào)

        就是幾Hz、幅值12V且在正常情況是一固定占空比的的PWM信號(hào)，在車輛發(fā)生碰撞后，改變信號(hào)占空比，經(jīng)過電阻分壓或者運(yùn)放比例電路進(jìn)入MCU引腳，不一定要求BMS具備。

10、充電接口信號(hào)

        按照國標(biāo)要求的接口電路和控制時(shí)序。

交流充電接口：

 直流充電接口：

11、外部存儲(chǔ)及時(shí)鐘

        如果有整車Tbox總線授時(shí)，可以省掉時(shí)鐘。

        外部存儲(chǔ)一般是EEPROM，存儲(chǔ)故障記錄、標(biāo)定參數(shù)等，可以按字節(jié)修改。而像SOC計(jì)算修正的一些參數(shù)放到內(nèi)部FLASH，可以更快的讀取出來，因?yàn)檐囕v上電后，每個(gè)控制器都有嚴(yán)格的初始化時(shí)間要求。

12、低壓檢測、喚醒

        檢測VCU發(fā)來的喚醒信號(hào)、小電瓶電壓監(jiān)測以及自身其他電源的檢測，一般都是IO口或者M(jìn)CU內(nèi)部AD實(shí)現(xiàn)，注意端口的防護(hù)即可。

13、EMC

        BMS大約要做這些測試，除卻PCB布局、濾波、防護(hù)等因素，主要是電源部分、所用的一些隔離器件以及抗擾試驗(yàn)中對(duì)電流采樣的影響。layout的時(shí)候，一些關(guān)鍵點(diǎn)要預(yù)留出R\C\L的位置，以便能夠根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各點(diǎn)器件參數(shù)。

        例如根據(jù)輻射發(fā)射的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)過限點(diǎn)在180MHz附近，那么就要找到電路板的哪個(gè)器件的倍頻或分頻與結(jié)果一致，做出相應(yīng)的整改措施。

BMS軟件         

        BMS軟件和其他ECU一樣，目前基本都要遵循AUTOSAR架構(gòu)要求，儲(chǔ)能系統(tǒng)除外，關(guān)于AUTOSAR架構(gòu)還沒有具體接觸，以前開發(fā)的時(shí)候還沒有被要求，據(jù)說Vector和EB公司有整套的開發(fā)工具鏈，其中，Vector中的DaVinciDeveloper和DaVinci ConfiguratorPro以及EB的TRESOS。

1、應(yīng)用層

        應(yīng)用層不管是模型開發(fā)還是直接C開發(fā)，與下層的接口都一樣。

        狀態(tài)控制：電池包的上下電控制

        其中上電是在BMS收到VCU的喚醒信號(hào)并且初始化完成后，自檢通過后，根據(jù)VCU指令閉合繼電器的過程。

        下電是根據(jù)VCU指令斷開繼電器，先正后負(fù)，如果在上電過程有充電信號(hào)，也會(huì)先執(zhí)行下電流程，再進(jìn)入充電流程。

        此任務(wù)在第一優(yōu)先級(jí)梯隊(duì)里，外部輸入VCU發(fā)來的硬線喚醒、CAN通訊的模式狀態(tài)位，輸出BMS狀態(tài)。

        交流充電：

        根據(jù)CC、CC2信號(hào)判斷是直流還是交流，之后按照國標(biāo)要求。

        直流充電：

        按照國標(biāo)要求。

        熱管理：

        監(jiān)控動(dòng)力電池系統(tǒng)溫度，通過控制冷卻/加熱循環(huán)對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行控制，使其時(shí)刻工作在合理的溫度范圍內(nèi)。當(dāng)溫度異常時(shí)，BMS能夠報(bào)出熱管理相應(yīng)故障。

        升溫方式是加熱膜，降溫方式是水冷。模塊的輸入?yún)?shù)主要是水冷系統(tǒng)進(jìn)出口溫度、電芯溫度、加熱膜溫度等。

        電池狀態(tài)4S：

        SOC、SOH、SOE、SOP。

        故障診斷：

        故障分三個(gè)或四個(gè)等級(jí)，嚴(yán)重程度不一，這部分的輸入較多，輸出故障碼，通過CAN預(yù)警或者直接執(zhí)行，BMS系統(tǒng)至少有一百項(xiàng)以上的故障定義，也在第一優(yōu)先級(jí)任務(wù)梯隊(duì)里。

        均衡控制：

        根據(jù)定義的單體壓差閾值判斷是否開啟均衡，AFE在均衡上有多種控制方式，但均衡電流太小，感覺是可有可無的，而且乘用車用的A類電芯一致性還是非常好的，所以這塊一般就是將最高單體電芯進(jìn)行被動(dòng)均衡。

        標(biāo)定：      

        大概是系統(tǒng)電流、電壓的校準(zhǔn)、電池系統(tǒng)串?dāng)?shù)、電芯類型等配置，有整車級(jí)的CCP標(biāo)定協(xié)議。

2、RTE層

       通過RTE實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與基礎(chǔ)軟件之間的通信，不過軟件組件之間必須有標(biāo)準(zhǔn)的AUTOSAR接口，這部分還沒涉及到。

3、基礎(chǔ)軟件層BSW

        通用組件，和產(chǎn)品業(yè)務(wù)聯(lián)系不大。

        服務(wù)層：

        提供給應(yīng)用程序可用的服務(wù)，包括UDS診斷、CCP標(biāo)定等。

關(guān)于UDS專門寫了一篇~~

(2條消息) UDS診斷服務(wù)0-1_記性不好的JJ的博客-CSDN博客

        ECU抽象層：

        作用是分離上層和MCU驅(qū)動(dòng)層，還沒研究AUTOSAR是怎么做的，我的理解就是將MCU的驅(qū)動(dòng)再“套娃”一層標(biāo)準(zhǔn)的接口，例如使能一個(gè)IO喚醒信號(hào)，void Wakeup_EN(){//具體的IO控制}

        微控制器抽象層：

        使上層軟件與微處理器型號(hào)無關(guān)，就是MCU的驅(qū)動(dòng)。

        復(fù)雜驅(qū)動(dòng)層：

        沒有用到。