解读《T∕CAAMTB XX -2022 电动汽车用电池管理系统设计规范》---第一部分

lichengwan

最近看到一个车用BMS的设计标准，标准名称为《T/CAAMTB XX-2022 电动汽车用电池管理系统设计规范_征求意见稿》，如下图所示：目前还是征求意见稿阶段，不像我们熟知的《GB/T38661-2020 电动汽车用电池管理系统技术条件》这种国家标准，它是一个团体标准，由中国汽车动力电池产业创新联盟提出、由中国汽车工业协会归口，是一个推荐性标准。（标准下载链接见文末）



下图为此标准的起草单位与人员，都是主流厂家，看到朱工也在里面，哈哈。



这次的目的是学习与了解这个标准的内容，另外看下有哪些点可以指导我们工作；整个标准的目录如下，可以看到设计规范里面涉及了底层软件、硬件以及算法的内容，尤其是最后的附录，有5个实际的故障案例分析，等后面总结下；这次主要学习与了解前6章的内容。



第1、2章略过。

第3章-在术语定义章节，明确定义了控制板为BMU，采集板为CMC，而且还定义了高压采样板为HVMU，这些与GB/T 38661的定义有些差别，感觉更贴近实际。



第4章-在BMS的边界、接口章节，首先总体上将BMS的外部约束条件做了定义与解释，如下图（这个图参考功能安全标准GB/T 34590），将BMS与电池、整车部件、高压部件等的交互行为做了阐述。



然后定义了BMS的6大类别功能，即电池状态检测、电池状态分析、控制功能、电池安全保护、能量控制管理和信息管理，这里功能分得挺全的，软硬件功能都包括了。



最后介绍了BMS的拓扑结构分类，这个内容在以往的任何标准中都没有定义过；标准里面将BMU和CMC之间的通信方式分成了三种拓扑架构：星型分布式BMS、总线式BMS和菊花链分布式BMS。

下图为星型拓扑，BMU处于中央位置，每个CMC通过通信总线单独连到BMU，BMU上面有一个总线集中模块，可以与每个CMC单独进行通信；这个拓扑实际见得比较少，ADI的AFE可以实现拓扑方案（LTC6804）。



下图为总线式，其实就是CAN总线式结构，每个CMC上面有个小MCU，可以与BMU之间进行CAN通信，每个CMC都独立处理自己的数据，因此所有的CMC功率消耗基本一致；目前这个拓扑已经很少在新产品看到了。



最后就是大家比较熟悉的菊花链式，下面图示是单方向菊花链，缺点是靠近BMU的CMC处理数据任务比较中，其上的AFE功耗相对大一些。



所以，又定义了双向的菊花链，不仅可以改善AFE功耗差异问题，还可以提供菊花链通信的鲁棒性。



第5章-BMS安全设计章节中，首先介绍热失控的概念以及诱发热失控的原因，对于BMS来讲，只能对电池滥用做预防，其他两个无法通过BMS解决。



后面就是围绕如何防止电池滥用问题，提供了两个方向：一是对热失控事件发生前进行预防，二是对热失控事件发生后进行预警。

BMS对于热失控事件的预防措施主要有4个方面，即防止电池过充、防止电池过放后再充电、防止过温、充放电功率限制。



BMS对热失控事件进行预警的内容，又分为了4部分：信号的采集和处理、报警成熟条件的判断、休眠状态下异常唤醒BMS。

其中信号的采集和处理这个部分比较重要，具体包括了温度信号、电压信号、气体压力信号和其他成分信号；内容有点多，举几个关键例子吧，例如温度信号的采样要求如下：尤其是对NTC数量的要求，这里定义了减少NTC数量可行性的前提条件。



标准中对气体压力信号检测要求如下：电池包内可以只放置一个气压测量点，但建议同时使用两个不同型号的压力传感器。



最后，对电池漏液、爆喷、电池包进水或冷却液泄露也提供了检测方案，不赘述，具体查看原文。

第6章-BMS硬件设计章节，这一个章节反倒是内容比较少，只对几个关键模块做了设计建议，例如唤醒模块，这个具体看原文吧。



（标准下载链接：https://pan.baidu.com/s/1jBwovTCHFaFAkbEgKVlI0w提取码：pnq9）

总结：

这个标准编写得很好，另外它有一个更大的用处是可以让初学者人深入了解BMS的关键需求，而且知识点的逻辑顺序整理得很清晰；以上所有，仅供参考。