一文带你看懂新能源汽车电池管理系统
2012年6月，特斯拉电动汽车ModelS正式上市，续驶里程为483km。这是世界第一款真正实用的长续驶里程纯电动汽车，给人们带来了对纯电动汽车的巨大信心，鼓励更多的高性能电动汽车不断推出。Model S实现长续驶里程的最核心技术，应是特斯拉创新设计的电池管理系统(Battery Management System, BMS）。
一辆电动汽车的动力蓄电池由成百上千块电芯(也称单体电池)组成，比如特斯拉Model S的电池组就由7000多块电芯组成。尽管电池制造工艺已经让各个电芯之间的差异化缩小，但是电芯之间仍然存在内阻、容量、电压等差异，使用中容易出现散热不均或过度充放电等现象。时间
一长，就很可能导致电池损坏甚至爆炸的危险。因此，必须为动力蓄电池配备一套具有针对性的电池管理系统，像管家那样照料电池，保证电池处于正常工作状态。
一、蓄电池管理系统的组成
蓄电池管理系统在硬件上可以分为主控模块和从控模块两大部分。蓄电池管理系统主要由数据采集单元(采集模块)、中央处理单元(主控模块)、显示单元、均衡单元检测模块(电流传感器、电压传感器、温度传感器、漏电检测)、控制部件(熔断器、继电器)等组成。中央处理单元由高压控制电路、主控板等组成;数据采集单元由温度采集模块、电压采集模块等组成，它们一般采用CAN总线技术实现相互间的信息通信。
1.主控模块
主控盒。主控盒是动力蓄电池管理系统的控制中心，用来控制总正继电器、加热继电器以及预充继电器，还通过CAN总线与VCU进行通信。下图为特斯拉model 3主控盒电路板。
2.从控模块
从控盒。从控盒用来分别采集左右动力蓄电池组的蓄电池单体电压和动力蓄电池模组温度，然后通过CAN总线将信息输送给主控盒。下图为特斯拉model 3从控盒电路板。
二、蓄电池管理系统的分类
随着对于磷酸铁锂动力蓄电池一致性较差、三元锂热失控风险更大的问题暂时还不能完全解决，动力电池厂商的工程师们，除了在动力电池包结构上改进，工艺和散热要求提高之外，对BMS的功能也提出了新的要求。按照采集模块和主控模块在实体上的分配布置不同，BMS分为成集中式和分布式两类。
1.集中式蓄电池管理系统
集中式蓄电池管理系统将所有的采集单体蓄电池电压和温度的单元全部集中在一块BMS板上，
由整车控制器直接控制继电器控制盒，大部分低压HEV都是这样的结构。集中式BMS全部电压、温度、电流采集信号线直接连接到控制器上，采集模块和主控模块的信息交互在电路板上直接实现。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点，一般常见于容量低、总电压低、蓄电池串数比较少、蓄电池系统体积小的应用场景中，比如在总电压比较低的小型车上。
集中式BMS硬件可分为高压区域和低压区域。高压区域负责进行单体蓄电池电压的采集、系统总电压的采集、绝缘电阻的监测。低压区域包括供电电路、CPU电路、CAN通信电路、控制电路等。其优点是省去了从板，进而省去了主板和从板之间的通信线束和插口，造价低，信号传递可靠性高;其缺点是全部线束都直接走线到控制盒，无论控制器布置在什么位置，总有一部分线束过长，信号受到干扰的概率增加，对线束质量和制作水平以及固定方式有较高要求。
2.分布式蓄电池管理系统
新能源电池分布式蓄电池管理系统是将蓄电池模组的功能独立分离(模组和CSC一配一的方式)，整个系统包括单体蓄电池组管理单元(CSC)、蓄电池管理控制器(BMU)、继电器控制器和整车控制
器。形式上，它由一个主控盒和几个从控盒共同组成，主控盒只接入通信线、信号线、电源线等必须有的线束;而从控盒，则布置在需要采集温度、电压的蓄电池模组附近，从控盒把采集到的信号通过CAN线报告给主控模块。有的电池模组直接把电压、温度采集线放在模组内部，用一个线对线插接器引出，蓄电池包组装时，直接对插插接器即可。
分布式的BMS架构能较好地实现模块级和系统级的分级管理。局部从控单元LECU(Local Electronic Control Unit, LECU)负责对模块中的单体蓄电池进行电压检测、温度检测、均衡管理以及相应的诊断工作;高压管理单元(HVU)负责对蓄电池包中的蓄电池总电压、母线总电压、绝缘电阻等状态进行监测(母线电流可由霍尔式传感器或分流器进行采集)。LECU和HVU将分析后的数据发送至主控单元蓄电池管理控制器(Battery Management Unit, BMU)，由BMU对蓄电池系统进行评估、电系统状态检测、接触器管理、热管理、运行管理、充电管理、诊断管理、通信网络管理。