动力电池管理系统分类-新能源汽车构造与原理

动力电池管理系统按结构可分为分散式系统、集中式系统和集成式系统。

如图2-22和图2-23所示分别为一种分散式BMS结构和集中式BMS结构示意图。

在集中式系统中，中央控制单元、数据采集单元等形成了整个电源系统的控制单元，对电源系统的基本信息如电压、电流、温度进行采样，然后在BMS中央处理器内进行数据的处理、计算、判断和相应控制。其优点是材料的成本低，可在电池管理系统之间无限制地通信，安全管理便利，简化了对不同电池参数的调整与改写，对参数的测量速度较快，可靠性高，可以灵活计算，根据不同的情况在中央处理器内修改软件，满足不同的要求。其缺点是需要解决串联蓄电池的电压测量中共地、隔离、测量精度等问题，技术难度大，对电池组进行信号采集，不能检测到每个电池单体，精度差，对信号处理要求高。当电池出现故障时，只能替换整个电池组。其适用于仅一个电池包组成的车用电源系统。

图2-22　分散式BMS结构示意图

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图2-23　集中式BMS结构示意图

在分散式系统中，数据采集是分散的，即每个电池包对应一个采集单元，这些单元与中心的BMS通过一根母线进行数据通信，充电控制、放点控制等单元也可能和中央处理器分开，有的没有总的BMS控制板，直接通过总线传输单电动汽车中心控制器。这种结构的优点是减少了布线，便于电源系统的扩展，可以分散安装，通过总线进行连接与信息通信，采集的数据可以就近处理，精度高，使得有可能更好地计算电池的状态，有利于建立标准化的电源管理系统。其缺点是成本比较高，灵活性差，修改麻烦，数据由串行总线传输，系统巡回检测的速度受限制，数据的实时性不高。BMS是一个动力系统，采用分布式检测系统时，采样下位板数目较多，造成电池包内的走线较多，不利于对系统的维护。在较大的电池中，使用分散式系统较经济。分散式系统多适用于由电池包组成的电源系统，目前多数专门进行BMS开发或生产的企业制作的多为这种分散式系统。

集成式系统采用大量电池管理芯片进行集成设计。现在有多电池管理芯片，如DS2438芯片，可完成对电池当前各种状态的监测，包括对当前电池的充/放电状态、电压、电流、温度、剩余电量、时间等参数的监测。DS2438芯片能够自动采集这些参数，并将其存放在EPROM/RAM中，再通过一根双向数据线与监制器通信。

有些电池管理系统任务必须由多个设备来完成，特别是安全管理。在正常情况下，设备之间很少或根本没有通信联系，要进行最优化运行是不可能的。由于与电池相关的控制功能被放在不同的设备中，因此每个设备部必须适用于所用的特殊电池。