BMS电池管理系统说明书讲解

BMS电池管理系统说明书

BMS Battery Mnagement System Specification

概述

深圳市沃特玛电池有限公司动力电池组OPT电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）主要由功能模块（主机模块、采集模块、显示屏模块）和附件（线束、霍尔、直流继电器、主控箱等）组成，外加绝缘检测模块做监测装置，完成对动力电池的管理和应用。

OPT电池管理系统作为电动汽车电源的重要零部件，其主要任务是：监测动力蓄电池组的单体电压、温度、总电压和总电流的状态，车体绝缘性能，与整车进行数据通讯，预测蓄电池的荷电状态（State Of Charge，简称SOC），与充电机通讯并对充电状态进行控制，热管理，存储电池单体电压等运行数据、故障报警和继电器控制记录，对电池出现的故障进行诊断和报警，最终达到防止电池过充和过放，延长其使用寿命等功能。

OPT电池管理系统一般是由一个主机模块，一个显示屏模块，一个绝缘检测模块和多个采集模块组成，各个组成模块之间通过CAN通讯进行信息交换和控制管理，每个采集模块能采集12串电池，可根据电池组型号和电池包结构等条件配置采集模块数，采集模块把采集到的单体电压、温度、电流等信号上传到主机模块处理和显示屏模块显示，显示屏模块能显示BMS状态信息和进行参数配置，主机模块通过CAN总线与整车控制器通讯上报电池组信息和继电器控制状态，并且能在充电时与充电机通讯，控制充电电压和电流进行充电管理。

OPT BMS系统运行拓扑图如下：

图1 OPT BMS拓扑图

1.系统结构示图

OPT电池管理系统一般分一体箱和分体箱，根据客户需求和电池型号配置而设计。

一体箱是主机模块、采集模块等组件都放置于同一个箱体，统一的对外接口，比较典型的一体箱结构示意图如下：

图2 BMS一体箱示意图

分体箱是由主控箱和电池箱组成，主控箱一般配置主机模块、霍尔传感器、控制继电器、保险丝、线束等，主要负责系统控制管理、总电流与总电压采集、系统供电、配电和通讯控制等，以下为典型的一个主控箱示意图：

图3 BMS主控箱结构示意图

电池箱是根据客户需求和电池型号，配置不同的采集模块和风扇数量，实现采集单体电压、温度并通过CAN总线上报主机，并能进行热管理，其中典型的一个电池箱结构示意图如下：

动力线接口

通讯口

采用螺母固定，从车箱

底部锁螺丝上来

图4 OPT BMS电池箱结构示意图

2.OPT BMS各部件功能及其接口定义

3.1 OPT BMS外形尺寸

1、主机模块：130*110*39mm

2、采集模块：113mm*96mm*43mm

3、GPRS&数据存储上传模块：未定

4、CAN盒125*82*27mm

5、绝缘检测模块：165.0*80.0*26.5mm

6、显示模块：160mm*96mm*42mm

3.2 OPT BMS主机模块

3.2.1 主机模块功能指标

Ⅰ. 电池组电压计算与控制

接收采集模块上传的电池组的所有单体电压，计算电池总电压并能够选出电池组的最高单节电池电压及序号和最低单节电池电压及序号，并能在显示屏模块指定位置显示，同时可以通过专用CAN 口上传到汽车仪表总线.

Ⅱ. 电池组总电流检测和计算

接收主控本身或采集模块上传的电池电流采集，根据设定的霍尔传感器额定参数，计算电池组总电流，并能在显示屏模块指定位置显示。同时可以通过专用CAN 口上传到汽车仪表总线。

Ⅲ. 电池箱的温度

主机模块接收采集模块上传的每组电池箱温度，并能在显示屏模块指定位置显示，也可以把显示屏模块设定的温度下传到各采集模块用于风扇和加热控制管理。同时可以通过整车CAN 通讯口上传到汽车整车控制器和仪表总线.

Ⅳ. 报警及其接口

按权限可以设置过压报警点、过压切断点、欠压报警点、欠压切断点、互差均衡点、温度报警上限、最大充电电流、最大放电电流、额定容量、循环次数、SOC 初始化、系统时间。并根据相应报警阀值进行报警，并提供报警干接点信号，同时故障信号在显示屏显示，4 个继电器常开干接点。

Ⅴ. 容量（SOC）预测功能

全程实时计算每节电池和整组容量，能随时给出电池组整个系统的剩余容量。(满足混合动力公交车的SOC 要求)，并能在显示屏模块指定位置显示，通过整车CAN通讯口上传到汽车整车控制器和仪表总线。电池功率基于SOC,电压和温度等条件下，可允许的10s 放电功率。最大容量检测：1000AH，精度不高于5%。

Ⅵ. 电池健康状态（SOH)计算功能

OPT BMS能根据电池单体电压大小、容量使用状态等运行信息，评估电池组的健康状态，并且能提供给BMS控制管理系统做相应的处理。

Ⅶ. 参数设置功能

主机模块在每次上电开机或者在运行过程中定时向采集模块CAN总线上发送，设置参数（电池单体上下限、电池单体额定电压、电池串联单体数、风扇开启温度、风扇停止温度、加热开启温度、加热停止温度），采集模块保存该设置参数到EEPROM.。

Ⅷ. 绝缘和总压检测

该部分的功能是对电池系统地绝缘状态进行检测，把电池的绝缘状态及时的告诉系统以防意外发生；同时对电池系统的总压进行实时检测。

Ⅸ通信接口；

1 个CAN-A 接口，与采集模块和显示屏通讯（符合BMS 内部通讯协议标准）；1 个CAN-B 接口，与整车通讯（需符合各厂家协议要求）；1 个RS485 接口，与上位机（需符合各厂家协议要求），同时用于下载数据（可选）；

系统的抗干扰能力

主控器系统能满足车载状况的使用条件，包括振动，电磁干扰，高温差的变化。

3.2.2 主机模块接口定义

主机模块为OPT电池管理系统核心部件，其接口包括供电与内外CAN通讯线、电流采集线、

母线电压采集线、输出继电器控制线、RS485通讯线、输入干接点线等，如下图：