從事BMS軟件設計已有一段時間了展运，自覺還沒有真正的入門播掷，不過還是有一些心得是想可以分享的咙边，也是對自己的知識做一個梳理吧猜煮。在我梳理之前，我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上已有相關的梳理败许，竟然軟件架構都差不多王带，我就借鑒了一下。
首先市殷，電池管理系統(tǒng)（BMS）是電池與用戶之間的紐帶愕撰，主要對象是二次電池，主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電搞挣，可用于電動汽車带迟，電瓶車，機器人囱桨，無人機等仓犬。
接下來，我會從信號采集舍肠，數(shù)據(jù)處理和控制邏輯搀继，進行解析我眼中的BMS。
一翠语、信號采集
顧名思義律歼，電池管理系統(tǒng)，首先管理的對象是電池啡专。我們就必須對當前電池的狀態(tài)有一個細致的了解险毁，也不能什么都不知道就用開始電池。電池的狀態(tài)们童，主要表現(xiàn)為以下的幾個方面畔况。
電池的單芯電壓
電池的溫度
電池組的總電壓
電池組的總電流
電池組的絕緣電阻
下面，我就對電池信息的采集慧库，做一簡單的說明：
1. 單芯電壓的檢測
電池的成組方式一般是串聯(lián)加并聯(lián)跷跪。以我的理解，串聯(lián)主要是加大整個電池模組的電壓齐板，并聯(lián)就是增加電池的可充放電電流吵瞻。
我們都知道，想要能驅動電機工作甘磨，就必須給它一定的能量橡羞，能量怎么來的，學過物理的都知道
P= V*I
想要 P 變大济舆，不就得使電流電壓變大嗎卿泽？
再說電池，一節(jié)電池的最大放電電流和最大充電電流都是固定的滋觉。并聯(lián)簡單的就是將這兩個值成倍的放大签夭。
那么，單芯電壓到底怎么測椎侠？就是將并聯(lián)的單芯當做一節(jié)電池使用第租，這節(jié)電池的兩端電壓，就是單芯電壓了我纪。很簡單的慎宾，不是嗎儡羔？
原理雖然說起來是很簡單，不過精度要求卻是挺高的璧诵，這是硬性要求汰蜘。我們一般的電池OCV曲線，是上下抖中間平的的樣子之宿。電池的電壓稍有變化族操，SOC的變化就很大了。
2. 電池的溫度檢測
相對于電壓的高精度要求比被，溫度的檢測不是那么的嚴格了色难。一般來說在2°的誤差內(nèi)，都是可接受的等缀。溫度的檢測枷莉，相對來說也是簡單多了，我了解的大多數(shù)做BMS的廠商尺迂，用的都是NTC來做檢測的笤妙。
NTC檢測溫度的原理，就是溫度值和對應溫度下電阻值一一對應噪裕，一般和另一個電阻分壓一個標準電壓蹲盘。使用單片機ADC功能就可以簡單的得到溫度值。
3. 電池的總電壓采集
總電壓膳音，即觀察電池整個模組的電壓狀況召衔。一般來說，沒什么太大的用處祭陷，只是作為一個參考值苍凛，來用”荆總電壓除以電池的串聯(lián)數(shù)醇蝴，就是一個大概的單芯電壓平均值。
總電壓的大小不定毒姨，這是由車輛本身的需求決定哑蔫，就我所見到的電壓等級150V~800V不等。
那么弧呐，總電壓如何采集？
常用的一種方法就是嵌纲，將總電壓使用電阻等比例分壓俘枫，AD采集采樣電阻的兩端電壓。需要注意的是逮走，動態(tài)電壓的變化是十分不穩(wěn)定的鸠蚪，所以必須的消抖電路和消抖程序都是需要的。
4. 電池的總電流采集
工作模式有充有放，電流因此有正有負茅信。
電流盾舌，我認為這是所有電子設計中是最需要關注的一個參數(shù)。電流蘸鲸，是最容易引發(fā)故障妖谴，也是最為危險的。
在BMS系統(tǒng)中酌摇，電流在SOC的計算膝舅，電池均衡策略中都有不可忽視的作用。
5. 電池的絕緣電阻采集
什么是絕緣電阻窑多？ 簡單來說仍稀，就是防觸電保護的最小電阻。國標上的要求是0.1mA埂息。我們一般來說都會放大余量技潘，安全問題再怎么關注都不差。
那么千康，絕緣電阻又是怎么測量的呢崭篡？
當前主流的絕緣檢測方法有兩種，電橋法和交流注入法吧秕。使用較多的應該是前者琉闪，今天就介紹一種電橋檢測法。
二砸彬、數(shù)據(jù)處理
之前一直在思考颠毙，什么是程序，程序的本質(zhì)是什么砂碉？
我的理解“程序就是一種控制思想蛀蜜，一種因果變化”。
為了實現(xiàn)某個功能增蹭，具現(xiàn)化為某個狀態(tài)變量的輸出滴某。就要從已有的輸入變量中選擇合適的變量作為輸入。輸入通過某種復雜的轉換（控制實現(xiàn)/計算實現(xiàn)）得到輸出的過程就是程序滋迈。
關鍵：
確保輸入輸出變量的準確性（數(shù)據(jù)處理）
從輸入到輸出實現(xiàn)的可能性（邏輯控制）
數(shù)據(jù)的處理可以從以下的兩個方面考慮：
輸出變量的處理
輸入變量的處理
數(shù)據(jù)霎奢，我將它分為兩類
功能數(shù)據(jù)
性能數(shù)據(jù)
功能數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是作為算法的必要輸入特意獲取的數(shù)據(jù)帖世，比如上面的采集數(shù)據(jù)吉嫩，SOC等;
性能數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)不作為功能邏輯上的輸入，更多的是對軟硬件的穩(wěn)定性安全性的一個評估作用敏释。比如板子的輸入電壓檢測碍彭，繼電器開關的狀態(tài)檢測晤硕，CAN出錯等悼潭。
變量分兩類：數(shù)據(jù)和狀態(tài)，有以下的幾種處理方式
數(shù)據(jù)：不同狀態(tài)下舞箍，多個數(shù)據(jù)舰褪，取權重。
數(shù)據(jù)：
去除在范圍之外的數(shù)據(jù)疏橄，多個采樣占拍，取有效值的均值。
對于超范圍的數(shù)據(jù)软族，設置標志位刷喜，故障處理。
狀態(tài)：連續(xù)一段時間維持某一狀態(tài)不變（消抖）
數(shù)據(jù)立砸，經(jīng)過處理掖疮，如果沒有問題就可以作為有效輸入數(shù)據(jù)。在功能被觸發(fā)的條件下颗祝，直接被調(diào)用浊闪。
那出錯了呢？對于這個問題螺戳，專門有一個故障處理的模塊搁宾。實時的將故障點檢測出來，發(fā)給整車倔幼，并且存儲起來盖腿。
故障等級大致是這樣的分的：
一級：只是報警，不做任何處理损同，可消退
二級：報警翩腐，限速，可消退
三級：報警膏燃，限速茂卦，不可消退
四級：報警，制動组哩，不可消退
具體的哪些故障對應哪個等級等龙，就不說了。
三伶贰、邏輯控制
邏輯控制主要有以下的幾個部分：
上電自檢蛛砰，確定系統(tǒng)狀態(tài)
繼電器控制，不同狀態(tài)幕袱，不同的繼電器數(shù)量有不同的控制方式
充電控制暴备，分為快充和慢充，需要分開處理
均衡控制
電池加熱控制
1. 上電自檢
汽車一共有兩個工作模式：放電们豌，充電涯捻。其中充電再分為快充和慢充。確定工作模式的方式是望迎，給BMS供電的到底是哪個24V電源障癌，T15/快充/慢充
只有自檢通過才允許上高壓，也就是閉合對應的繼電器辩尊。那么涛浙，觀察哪些信號，就可以確認自檢沒問題摄欲？
所有繼電器狀態(tài)OK
總電流OK
絕緣電阻OK
只存在一個工作模式
自檢OK轿亮，就可以使能對應的CAN通訊，也可以上高壓放電和充電胸墙。
2. 繼電器控制
繼電器的控制邏輯更多的是一個先后順序
開始放電
吸合負極繼電器
吸合預充繼電器
吸合放電繼電器（正極和電機之間的繼電器）
斷開預充繼電器
停止放電
斷開負極繼電器
斷開放電繼電器
開始充電
吸合負極繼電器
吸合充電繼電器（正極和充電機之間的繼電器）
停止充電
斷開負極繼電器
斷開充電繼電器
先斷負極我注，再斷正極，是為了分擔上下電的壓力迟隅；這種說法保留
通過做過的項目來講但骨，繼電器的控制，要根據(jù)不同的客戶需求來定
3. 電池加熱控制
電池加熱主要是在電池充電的時候使用智袭。
溫度過低奔缠，電池的活性降低，所以需要先給電池加熱吼野，后續(xù)再充電校哎。
基本的流程：吸合加熱繼電器，向充電機需求一個電流瞳步。此時動力和充電機同時給加熱繼電器提供電流闷哆，只是充電機電流比較大。加熱結束谚攒，斷開加熱繼電器阳准，同時向充電機需求一個大的充電電流。
4. 充電（快充）控制
所有的控制邏輯在國標GBT 27930-2015中定義的很清楚馏臭。嚴格按照國標來基本不會出什么問題
5. 均衡控制
均衡野蝇，是一個比較大的概念，后續(xù)再講
總結
梳理了BMS的一些基本概念括儒，通過這個過程這才發(fā)現(xiàn)绕沈，我了解的還是太少太生疏了。
留下的問題：
SOC算法和均衡控制算法? ? 這個確實是個難點
標準化設計的一些想法? 有待學習
bootloader
自動化生產(chǎn)測試
上位機相關知識
電池知識的深入了解
等等
今天簡單梳理帮寻，今后我會陸續(xù)更新乍狐，往里面增加類容。固逗。浅蚪。藕帜。。惜傲。
? ? ? ? 愿你出走半生洽故，歸來仍是少年…
