看到最近電池管理系統（BMS）最近挺熱的，尤其是電動汽車電池管理系統。所以結合以前做過的產品的一些經驗，將一些具體設計發出來，拋磚引玉，還希望能有高手出來指點。大家一起討論，一起提高。每天時間比較少，可能需要一段時間才能寫完。其中的內容，主要以電動汽車的BMS為例。
BMS：battery management system電池管理系統是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池。 二次電池存在下面的一些缺點，如存儲能量少、壽命短、串并聯使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。 電池管理系統（BMS）主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監控電池的狀態。-------引自百度百科名片：）
電池管理系統（BMS）主要涵蓋以下幾個功能
1） 電池工作狀態監控：主要指在電池的工作過程中，對電池的電壓，溫度，工作電流，電池電量等一系列電池相關參數進行實時監測或計算，并根據這些參數判斷目前電池的狀態，以進行相應的操作，防止電池的過充或過放。
2） 電池充放電管理：在電池的充電或放電的過程中，根據環境狀態，電池狀態等相關參數對電池的充電或放電進行管理，設置電池的最佳充電或放電曲線（如充電電流，充電上限電壓值，放電下限電壓值等）
3） 單體電池間均衡：即為單體電池均衡充電，使電池組中各個電池都達到均衡一致的狀態。均衡器是電池管理系統的核心部件，但目前國內在這方面的技術還不成熟。
注：目前很多電動汽車上都會專門區分BMS和BBS（BATTERY BALANCE SYSTEM），這很容易讓人產生一種誤解，覺得是兩個各自獨立的部件，實際上是一種從屬關系。且當前國內汽車上在充放電管理和均衡器這兩個部分的功能上比較弱，BMS實際上僅僅是進行電量的計算和實現一個過欠壓（組與單體）保護及通信的功能。
電池管理系統主要包括以下幾個部分
1） 信號采集模塊：主要用于對電池組電壓，充電電流，放電電流，單體電壓，電池溫度，等參數進行采集。通常采用隔離處理的方式。（除溫度信號）
2） 電池保護電路模塊：通常這部分是采用軟件控制一些外部器件來實現的。如通過信號控制繼電器的通斷來允許或禁止充放電設備或電池的工作以實現對電池保護。
3） 均衡電路模塊：主要用于對電池組單體電壓的采集，并進行單體間的均衡充電使組中各電池達到均衡一致的狀態。目前主要有主動均衡和被動均衡兩種均衡方式。（實在想不出來還會有第三種么？）也可稱之為無損均衡和有損均衡。
4） 下位機模塊：信號處理，控制。 通訊。
系統框圖
以下以電動汽車風冷電池系統為例，在此處，將整個電源系統和管理系統放在一個系統中進行處理。
目前高壓電動汽車通常采用330V左右的系統，以磷酸鐵鋰電池組為例，大約為110串左右。目前通常采用36800 和26650 單體進行多個并聯的方式。也有一些采用多個大容量軟包電池進行模組封裝。目前采用鋼殼大容量鋰離子電池的比較少。電池方面我也不是很深入，據說主要是出于安全方面的考慮。軟包主要是體積小，重量輕。而采用小容量電芯主要是目前技術較成熟，可靠性高，并且在試產階段成本較低。根據電動汽車國家補貼標準，全額補貼標準是20KWh，則電池通常采用60Ah。圖就不方便貼了，請大家理解。
個人點評：無論硬封裝還是軟包，目前車上通常都采用單組電池供電模式。作為電動汽車的核心組件，尤其在單體數目特別多的情況下，若采用單組供電模式，極大降低了整車的可靠性，目前很多高可靠性系統應用中多采用兩組電池并聯輸出的方式，若采用兩組30Ah電池來代替60Ah電池，可大大提高電池組的可靠性，雖然會提高一定的成本，但我相信，可靠性和安全性的提高要遠遠超出這部分額外成本的價值。這樣的話，相信很難發生因為某一節單體故障就導致車趴在路上了。赫赫：）。這個可是目前電動汽車經常發生的問題。
（一） 信號采集系統
信號采集系統主要用于采集以下信號
1 蓄電池組相關信號：蓄電池組電壓，充電電流，放電電流，蓄電池組溫度信號。
2 蓄電池單體相關信號：蓄電池單體電壓。
3 外設設備狀態信號：充放電開關狀態，風機開關狀態，高壓電路對地絕緣狀態，充電口狀態。
4 其它信號：其它一些車輛上的有關的狀態信號。
注：由于人在江湖，不方便將電路原理圖直接貼出來，赫赫。如果有問題，可以發郵件，大家一起交流。我盡量把框圖做詳細點，基本上都是最基本的電路模塊。
采集電路主要有以下兩種方式。
信號隔離采集：
主要用于電壓信號，電流信號
電路圖如圖2
這里可以把模擬開關和隔離采樣部分調換位置，但在信號多的時候，器件會增多。
信號非隔離采樣：
主要用于溫度信號采樣和狀態量采樣。電路圖如圖3
圖3是狀態量測量電路，溫度信號采樣電路，可使用橋式檢測法，精度高，但電路復雜。除非在對溫度響應要求非常高的場合下，比如鎳鎘電池，否則不建議使用。通常采用電阻串聯采樣方式，雖然精度和抗干擾藥差點，但成本低，應用很廣泛。：）
其中比較特殊的是充電口狀態檢測和絕緣狀態檢測。
充電口狀態檢測可以參考電動車充電口標準規范（QC/T 841-2010）,內有相關電路。
在線絕緣檢測目前主要采用橋式檢測法，也有少數采用母線接地法。母線接地法由于無法檢測對地電容，很容易產生誤報，不建議使用。由于汽車上絕緣檢測要求不高，采用橋式檢測基本能滿足需求。
