鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3107次 | 2019年09月11日
特斯拉BMS電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
特斯拉BMS電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。世界上最著名的特斯拉電動(dòng)汽車在電池管理系統(tǒng)BMS擁有獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念。BMS對(duì)于電動(dòng)汽車的重要性至關(guān)重要,如果說(shuō)把電動(dòng)汽車比作人體的話,那么電池系統(tǒng)就是心臟,而B(niǎo)MS就是支配其身體運(yùn)作的大腦。
BMS電池管理系統(tǒng)時(shí)刻對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行管理,電池管理系統(tǒng)的質(zhì)量直接影響電池的性能,并影響著整車系統(tǒng)性能。BMS系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)電池檢測(cè)并保證電池安全。某種程度上講,BMS在電池組里的地位,甚至比電芯本體還高。
特斯拉BMS電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
特斯拉電池管理系統(tǒng)BMS采用主從架構(gòu)設(shè)計(jì),主控制器(BMU)負(fù)責(zé)高壓、絕緣檢測(cè)、高壓互鎖、接觸器控制、對(duì)外部通信等功能。從控制器(BMB)負(fù)責(zé)單體電壓、溫度檢測(cè),并上報(bào)BMU。
BMU具備主副雙MCU設(shè)計(jì),副MCU可檢測(cè)主MCU工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)其失效可獲取控制權(quán)限。特斯拉電池管理系統(tǒng)BMS上使設(shè)計(jì)一個(gè)手動(dòng)reset的按鈕,作為汽車產(chǎn)品級(jí)ECU,特斯拉電池管理系統(tǒng)BMS手動(dòng)reset的按鈕更像是是個(gè)電腦主板。電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)師把過(guò)強(qiáng)電電流的預(yù)充電接觸器直接放在了BMU上也是一個(gè)大膽的設(shè)計(jì)。
特斯拉電池管理系統(tǒng)BMS中電流采樣僅采用了一個(gè)工業(yè)級(jí)的Shunt分流電阻,通過(guò)SPI總線與BMU進(jìn)行通信。MICROHM生產(chǎn)的MVR系列電阻器也提供類似的動(dòng)力電池的解決方案,可以采用MICROHM生產(chǎn)的shunt和Hall雙備份的措施來(lái)作為解決方案。
特斯拉電池管理系統(tǒng)BMS在很多設(shè)計(jì)上進(jìn)行創(chuàng)新,MICROHM在電池管理系統(tǒng)BMS解決方案中,MVR系列產(chǎn)品BMS中能夠提高電池的利用率,防止電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電,延長(zhǎng)電池的使用壽命,并且監(jiān)控電池的狀態(tài)。
特斯拉通過(guò)其強(qiáng)大的BMS系統(tǒng),可以有效實(shí)現(xiàn)超過(guò)7000節(jié)18650號(hào)電池的一致性管理,達(dá)到高安全性和可靠性目標(biāo)。在電池冷卻、安全、電荷平衡等與BMS相關(guān)的領(lǐng)域,特斯拉申請(qǐng)的核心專利超過(guò)140項(xiàng),由此也造就了特斯拉超強(qiáng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
我國(guó)BMS電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域存在的問(wèn)題
目前,我國(guó)在BMS領(lǐng)域由于技術(shù)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)缺失或落后于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),缺乏權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)BMS產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證,導(dǎo)致市面上BMS產(chǎn)品良莠不齊。很多企業(yè)的單體、小模塊電池測(cè)試結(jié)果符合安全和性能指標(biāo),而一旦成組后,測(cè)試結(jié)果卻差異很大,表現(xiàn)在安全、壽命、放電能力等方面質(zhì)量難以保證。
國(guó)內(nèi)的BMS電池管理系統(tǒng)技術(shù)還不夠成熟。雖然近年來(lái)相關(guān)技術(shù)水平已經(jīng)有很大提高,很多方面都已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段,但在數(shù)據(jù)的可靠性、SOC的估算精度和安全管理等方面仍有待提高。
BMS技術(shù)關(guān)系到新能源汽車行業(yè)能否順利發(fā)展。BMS具有非常高的技術(shù)門(mén)檻,只有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間研發(fā)和經(jīng)驗(yàn)積累,才能生產(chǎn)出真正高品質(zhì)的BMS產(chǎn)品。
特斯拉的BMS電池系統(tǒng)構(gòu)造顯得異常復(fù)雜和精巧。為了方便電池組內(nèi)的散熱管路的安放,單體電池包的采用不規(guī)則的布置。實(shí)驗(yàn)顯示,特斯拉的電池管理系統(tǒng)是當(dāng)今最成熟的系統(tǒng)。