1.2可用BMS的概述及其分析
本節(jié)旨在概述目前市場上可用的電池管理系統(tǒng)，重點介紹電動汽車（EV）的應(yīng)用。然后根據(jù)上一節(jié)定義的關(guān)鍵參數(shù)和拓撲變體對這些電池管理系統(tǒng)進行分類和分析。
應(yīng)該指出的是，很難對目前用于商業(yè)或?qū)W術(shù)目的的各種BMS進行概述，原因如下：首先BMS有不同的應(yīng)用場景，因此市場上可用的BMS通常應(yīng)用場景是高度適配的。**很少有信息是公開的，特別是對于大型OEM廠商和供應(yīng)商用于BEV和HEV的BMS，如大眾、豐田、雷諾-日產(chǎn)和特斯拉，雖然它們的車型已達到大規(guī)模生產(chǎn)水平，但是涉及到拓撲、關(guān)鍵規(guī)格、軟件架構(gòu)等等重要技術(shù)信息仍然保留在這些廠商手里。本研究的目的是盡可能收集至少關(guān)于歐洲目前市場份額大的電動汽車的BMS信息，然而對于許多受歡迎的EV車型，包括大眾e-Golf、奔馳電動B級轎車、雷諾Zoe、雪佛蘭Bolt、現(xiàn)代Ioniq、歐寶、比亞迪、大陸集團、Epower電子、本田、現(xiàn)代Kefico，由于不可能收集足夠詳細的技術(shù)信息，因此對比仍然是不完整的。
相比之下，專注于BMS原型小型制造商和工程公司，小批量和試點系列產(chǎn)品，往往提供足夠詳細的有關(guān)他們的BMS技術(shù)規(guī)格和結(jié)構(gòu)的信息，因此本報告的分析主要集中在這個商業(yè)領(lǐng)域。此外，還有一些BMS平臺——包括來自Altera、Fraunhofer和LION Smart的電池管理系統(tǒng)（使用開源開發(fā)策略，主要專注于研究和早期原型設(shè)計）。
可分析BMS列表
根據(jù)對BMS市場現(xiàn)況的研究，現(xiàn)按英文字母順序整理出以下32種BMS：
#1. Ashwoods Energy’s BMS (Vayon)
#2. AVL’s BMS
#3. Calsonic Kansei’s Nissan Leaf-BMS
#4. Delphi Automotive PLC BatteryManagement Controller
#5. DENSO’s Toyota Prius PlugIn-BMS
#6. Elite Power Solutions’ EnergyManagement System
#7. Elithion’s Lithiumate Pro
#8. Electric Vehicle Power SystemTechnology Co., Ltd’s (EVPST) BMS-1
#9. Ford Fusion Hybrid’s BMS
#10. Hitachi’s Chevrolet Malibu Eco-BMS
#11. I + ME ACTIA’s BMS
#12. JTT Electronics LTD’s S-line
#13. JTT Electronics LTD’s X-line
#14. LG Chem’s Chevrolet Volt-BMS
#15. Lian Innovative’s BMS
#16. Lithium Balance’s S-BMS
#17. Lithium Balance’s S-BMS 9-16
#18. Manzanita Micro’s Mk3x-line
#19. Mitsubishi iMiEV’s BMS
#20. Navitas Solutions’ Wireless BMS(WiBMS)
#21. Orion BMS - Extended Size
#22. Orion BMS - Junior
#23. Preh GmbH’s BMW i3-BMS
#24. REAPsystems’ BMS
#25. Sensor Technik Wiedemann’s (STW) mBMS
#26. Tesla Motors’ Model S-BMS
#27. Tritium’s IQ BMS
#28. Valence U-BMS
#29. Ventec SAS iBMS 8-18S
開放研究和原型平臺
#30. Altera’s BMS
#31. Fraunhofer’s foxBMS
#32. LION Smart’s Li-BMS V4
按照關(guān)鍵參數(shù)、架構(gòu)和其他顯著特征對上述BMS進行了分析。表1.1給出了分析特征的完整列表。
表1.1 BMS的分析特征列表
#1. Ashwoods Energy’s BMS (Vayon)
Ashwoods Energy的BMS是一個模塊化系統(tǒng)，包括多個電池管理模塊（BMM）、一個系統(tǒng)接口模塊（SIM）和一個CAN電流傳感器（CCS）。BMM結(jié)合了PMU的SOC估計、MMU 的均衡和CMU的電壓和溫度測量功能，而SIM只顯示PMU特性，它需要與外部控制器通信，并啟用充放電模式，CCS是用來測量高達1000伏電池組電流和驅(qū)動接觸器的。該BMS的應(yīng)用領(lǐng)域均為電動汽車。此BMS的關(guān)系圖如圖4所示。
#2. AVL’s BMS
AVL的模塊化BMS由電池控制單元（BCU）和模塊控制單元（MCU）兩層組成，適用于所有汽車應(yīng)用。當(dāng)MCU測量電池電壓和溫度時，BCU負責(zé)控制這些并執(zhí)行所有PMU功能。系統(tǒng)大電壓為800V。
#3. Calsonic Kansei’s Nissan Leaf-BMS
安裝在尼桑Leaf上的BMS為集中式架構(gòu)，所有CMU、MMU和PMU的要求都是通過一塊控制360 V系統(tǒng)的電路板來實現(xiàn)的，這對于純電動汽車的電池來說是很少見的。
#4. Delphi Automotive PLC BatteryManagement Controller
德爾福的模塊化BMS由一個混合動力和電動汽車控制器和幾個電池管理控制器組成?；旌蟿恿碗妱悠嚳刂破髯鳛殡姵睾屯獠寇囕v控制器之間的網(wǎng)關(guān)，而電池管理控制器為450 V電池系統(tǒng)提供BMS的所有重要功能。
#5. DENSO’s Toyota Prius PlugIn-BMS
豐田在其插電普銳斯中使用了電裝的模塊化主從式BMS。有4個從控，監(jiān)視56個串聯(lián)電池，電池的總包壓為207 V。這款BMS的一個特點是與其他所有系統(tǒng)相比實現(xiàn)了主動均衡。
#6. Elite Power Solutions’ EnergyManagement System
該公司提供了一個典型主從拓撲結(jié)構(gòu)的BMS。主處理器稱為EMS-CPU，包含所有PMU功能，并控制大量4SB-V7、4SB20-V2或4SB200-V7測量板，這些是滿足MMU和CMU特點的從板。系統(tǒng)總電壓高達500伏，能夠用于BEV、PHEV和HEV電池。
#7. Elithion’s Lithiumate Pro
Elithion將BMS的任務(wù)劃分為兩個部分，一個是稱為Lithium Pro Master的PMU控制器，另一個是用于單個電芯的多個cell-boards（CMU+MMU），或是用于多個電芯的multiple cell-boards（CMU+MMU），可處理16節(jié)串聯(lián)電芯。大電池包電壓可達840 V，可適用于所有電動汽車。
#8: Electric Vehicle Power SystemTechnology Co., Ltd. – EVPST – BMS-1
BMS-1包含一個具有PMU特性的控制模塊（CM）和多達四個具有MMU和CMU特性的測試模塊（TM）。圖5顯示了該BMS的框圖。
