河南森源重工有限公司电动乘用车开发部-04目录1.BMS概述 41.1 系统简介 41.2系统架构 41.3 术语缩写 52.硬件开发 52.1整体架构 62.2BCU功能规定 72.3BCU硬件设计 12.4BMU功能规定 22.5BMU硬件设计 22.6HVU功能规定 22.7HVU硬件设计 33.BCU软件开发 43.1BCU软件整体架构 43.2. 上电自检 43.3. 高压回路控制 53.3.1 电池组严禁充电因素（断充电继电器） 53.3.2 停止充电输出条件（充电需求电流设立为0） 63.3.3 电池组严禁放电因素 63.4. 均衡控制 63.5.电池组加热控制 73.6充电过程参数控制逻辑 84. SOC算法 104.1 SOC估计概述 104.2电流积分法估算方略 124.2.1.基本思路： 12.4.2.2 磷酸铁锂电池SOC估计总流程图 174.2.3 静置SOC估计 184.2.4 放电过程前后台估计 184.2.5 充电过程估计 204.2.6 SOC显示调节方略 204.2.7 SOC估计需要保存的数据 214.2.8SOC估计需要的数据 215.BMS有关原则 225.1 QCT 897- 225.2电池管理系统国标草案 235.3 GBT 18487.1- 245.4 GBT 27930- 245.5 GBT 31467.3- 241.BMS概述1.1 系统简介电池管理系统（BMS）重要作用涉及：估测电池的荷电状态，检测电池的使用状态，对电池进行充放电控制，对电池进行热管理，同步对单体电池进行能量均衡，避免单体电池过充过放产生危险。
1.2系统架构BMS根据功能体现形式分为分立式及一体式分立式电动汽车电池管理系统（BMS）产品重要分为三类模块：主控模块（BCU）、电池信息监测模块（BMU）及绝缘监测模块（HVU）其系统架构简图如下：图1 系统架构简图其中各模块各司其职：BCU：接受并综合判断电池基本信息，计算SOC，上传或下发控制指令、进行外部继电器控制、整车CAN通讯、充电CAN通讯、内网CAN通讯、数据存储、输入输出信号检测、充放电电流采集等；BMU：单体电池电压采集、电池温度采集、电池均衡管理、单箱电池的热管理功能、内网CAN通讯等；HVU：电池组绝缘检测、电池组总压检测、电机控制器预充电压检测、内网CAN通讯等1.3 术语缩写中文名称英文缩写电池管理系统BMS主控模块BCU电池信息监测模块（从机模块）BMU绝缘监测模块HVU剩余容量状态SOC剩余能量状态SOE健康状态SOH功率状态SOP控制器局域网CAN表1 术语缩写2.硬件开发硬件是BMS系统运营的基本BMS硬件开发过程应参照ISO26262中与功能有关的工作和管理流程进行，产品的硬件功能可靠性需符合ISO26262国际原则中的ASILC级别（每小时失效概率＜10-7）。
2.1整体架构图2 整体架构图总体性能方面BMS应满足表2所示的技术规定名称技术参数工作温度-40℃—85℃存储温度-40℃—125℃电源9 — 16V 常电功能安全规定ASILCCPU（双CPU）Mc9s12xep100主频16 (Bit） 50MHz 以上RAM64KBFLASH1024KBEEPROM4KBs9s08dz60主频8 (Bit） 40MHz 以上RAM4KBFLASH60KBEEPROM2KBBCU休眠与唤醒休眠：无任何唤醒信号时，系统休眠唤醒：钥匙开关唤醒、充电唤醒等两种唤醒方式BMU与HVU休眠与唤醒BMU、HVU不具有唤醒功能，通过BCU控制内网供电继电器上下电;通信接口主：3xCAN2.0B（总线波特率：125Kbps-500Kbps）从：1xCAN2.0B（总线波特率：125Kbps-500Kbps）程序下载内部CAN 看门狗CPU内部监控、诊断表2 BMS技术参数表2.2BCU功能规定BCU重要功能见表3所示项目功能指标备注电源系统供电9—16V常火供电、A+、钥匙功耗系统功耗休眠功耗：＜5mA/12V工作功耗：＜0.1A最大功耗：电源检测车载12V电源检测检测车载12V电源的供电电压，避免均衡用电导致电池过放。
高压互锁检测互锁信号检测2路PWM输出（10HZ），2路PWM输入（10HZ）充放电高压回路连接状态检测碰撞开关检测碰撞开关信号检测1路PWM输入（10HZ）PWM与高下电平检测兼容高边输入检测预留1路输入有源开关量输入低边输入检测预留1路输入无源开关量输入充电枪连接状态交流充电枪连接检测参照GB/T20234.2-直流充电枪连接检测参照GB/T20234.3-高边输出总正控制12V/1A有源开关量输出总负控制12V/1A有源开关量输出预充控制12V/1A有源开关量输出充电控制12V/1A有源开关量输出内网供电控制12V/3A有源开关量输出，控制BMU\HVU的供电DCDC控制12V/1A有源开关量输出空调控制12V/1A有源开关量输出辅件1控制12V/1A有源开关量输出辅件2控制12V/1A有源开关量输出辅件3控制12V/0.1A有源开关量输出辅件4控制12V/0.1A有源开关量输出充电连接批示灯控制高：供电电压；低：0VDC常亮充电过程批示灯控制高：供电电压；低：0VDC充电时1Hz频率闪烁，充电完毕时常亮，未充电或者充电故障时熄灭充放电电流电流检测检测范畴：匹配霍尔传感器检测精度：0~±20A，±0.1A±20A~±500A，3%合用单双通道、单电源+5V供电的LEM霍尔电流传感器通讯功能CAN通讯3路CAN2.0B：整车CAN（不隔离）、充电CAN（隔离）、内网CAN（隔离）、波特率：125Kbps-500Kbps数据存储存储电池运营的历史数据与故障信息4KB主MCU内置EEPROM8GBTF卡or Mini-SD实时时钟时间标定看门狗内部监控、诊断1、MCU内置看门狗监控2、从MCU I/O口模拟诊断主MCUBootloader程序下载通过内部CAN接口下载内部CAN接口故障诊断诊断的BMS故障信息CAN通信整车CAN接口构造尺寸外壳尺寸具体尺寸有待确认外壳规定IP65其她功能批示灯1、1路电源通讯批示2、2路运营状态批示主MCU、从MCU：各1路运营状态批示表3 BCU功能列表2.3BCU硬件设计图3 BCU方案示意图2.4BMU功能规定BMU重要功能见表4所示。
项 目功 能指 标备注电源系统供电9-16V内网供电，BCU控制功耗系统功耗休眠功耗：0mA/12V工作功耗：最大功耗：电压采集单体电池电压检测0-5VDC、±5mV48串温度采集温度检测-40至150℃，±1℃16个通信管理CAN通讯1路CAN2.0B波特率：125Kbps-500Kbps，与主控模块（BCU）通讯高边输出预留12V/2A/1路有源开关量输出看门狗内部监控MCU内置看门狗监控其她功能批示灯1、1路电源批示2、1路运营状态批示表4 BMU功能列表2.5BMU硬件设计图4 BMU方案示意图2.6HVU功能规定HVU重要功能见表5所示项 目功 能指 标备注电源系统供电9-16V内网供电，BCU控制功耗系统功耗休眠功耗：0mA/12V工作功耗：最大功耗：绝缘检测电池对车身绝缘性能检测检测范畴：0—10MΩ检测精度：10%总压检测电池总压检测1、2路总压检测2、检测范畴：0—600V检测精度：总压1：0.5% 总压2：1%总压1检测电池总压总压2作预充总压判断通信管理CAN通讯1路CAN2.0B波特率：125Kbps-500Kbps，与主控模块（BCU）通讯其她功能批示灯1、1路电源批示2、1路运营状态批示表5 HVU功能列表2.7HVU硬件设计图5 HVU方案示意图3.BCU软件开发3.1BCU软件整体架构图6 BCU整体架构电池管理系统软件共分为四层，分别为MCU层，ECU层、服务层和应用层。
其中应用层的数据分析与控制模块使用Simunlink搭建，其她使用C代码进行实现，MCU层，ECU层、服务层使用C代码进行实现重要更改的模块有参数管理模块（标定数据）、数据分析与控制模块（重要控制方略）和电池状态估计模块（SOC估算数据）3.2. 上电自检BMS上电的自检：在自检时间（上电300ms）达到后，如下各项需正常稳定100ms以上，否则就报自检故障1）内网各模块通讯正常（接受到至少一帧报文）；（2）各模块处在正常工作模式（无设备硬件故障）；（3）电池单体最低电压不小于过放保护失效阈值；（4）电池单体最高电压低于过充保护失效阈值；（5）电池总压低于过低保护阈值； （6）电池极柱温度高于过低温保护失效阈值；（7）电池极柱温度低于过高温保护失效阈值；（8）电池绝缘阻值检测有效且不小于严重报警阈值；3.3. 高压回路控制BMS需控制的继电器：负极主继电器、正极放电继电器、预充继电器、加热继电器（电池加热）、快充继电器、慢充继电器 BMS需根据充电枪连接状态和整车控制器指令状态对高压继电器进行控制在检测到充电连接信号时进入的充电过程并对行车过程进行锁止在充电插头拔下并接受到整车上高压指令时进行预充电控制。
行车过程中，当电池组发生严重故障时需等待整车控制器发出容许BMS积极断开高压继电器时才干积极断继电器，但为了保护电池组，BMS需要将最大容许充电电流和最大容许放电电流设立为0如果发出最严重故障后15s尚未接受到整车控制器的正响应指令，则BMS积极断开继电器 充电过程完毕由BMS主导，电池组发生严重故障时需及时断开充电继电器3.3.1 电池组严禁充电因素（断充电继电器）(1) 交直流充电同步连接；(2) 单体过压三级报警/总压过压三级报警/充电过流三级报警/电池高温三级报警/电池组系统绝缘阻抗三级报警；(3) BMS硬件三级故障；(4) 充电CAN通讯三级故障；(5) 急停开关断开（为了后续扩展预留，目前版本始终是闭合的）； (6) 电池组内部保险丝或维修开关故障（总压1检测为0V）;(7) 检测到电池箱开盖事件（为了后续扩展预留，目前版本始终是闭合的）；(8) 高压互锁检测故障（为了。