电池管理系统将实现三大核心功能？看看它是怎样应用的！
来源：宝鄂实业
2019-04-20 00:09
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续航里程是我们关注电动汽车的关键衡量指标之一。续航里程越长，电动汽车也就更实用。传统上，由于电池组体积较大，续航里程较长，而汽车成本更高;但如今每千瓦时成本的下降意味着，配备大电池组的新车与配备小电池组的旧车成本相同。汽车买家必须知道电动汽车是否有足够的续航里程到达他们的办公室、购物中心，或者城市周边地区的亲戚家。换句话说，我们需要一个可靠的电动汽车行驶里程估算，同样，我们需要了解是在什么样的标准下估算的，从而可以得知哪些电动车续航里程有“水分”。
关于电动汽车的里程范围，说得比较多的有WLTP工况，美国EPA工况，欧盟NEDC工况，日本JC08工况(影响汽车续航里程的因素有很多，例如电池的使用状况、交通路况与气候、驾驶习惯以及是否开空调等，这些因素专业术语称之为“工况”)。WLTP为全球统一轻型汽车测试规程，由WLTC循环和测试规程两大部分组成，WLTC测试循环分为低速、中速、高速与超高速四部分;EPA是全球最严格的测试标准，所测试的项目、内容强度和细分标准相当之多;针对纯电续航里程测试，NEDC与EPA的续航测试结果差距在10-15%左右;JC08仅在日本地区，全球的主流测试标准以EPA和NEDC为主。目前国内的工况标准基本上是参考NEDC标准制定。
EPA如何评估电动汽车的行驶里程?
想要购买电动汽车的人在很大程度上依赖于EPA(美国环保署)对该车型的评级。里程范围尤其重要。尽管它是在实验室中计算出来的，而且可能无法反映现实世界中一个真正的司机能走多远，但它仍然提供了一个有用的衡量标准，让消费者能够将一辆电动汽车与另一辆进行比较。
续航里程是每辆新车厂商标牌上必定出现的信息之一。厂商标牌价(MSRP)以俄克拉荷马州参议员Monroney命名，他于1958年提出立法，要求制造商披露其汽车价格。从那以后，厂商标牌增加了许多对购物者来说很重要的其它信息。
那么EPA如何得出电动车里程数字的呢?根据MyEV.com，每辆电动汽车都充满电，然后在室内放置一夜。第二天，再把这辆电动车放在一个测功机上，这是一种汽车跑步机。然后通过一套模拟城市或高速公路的驾驶标准来执行驾驶任务。
城市循环模拟了典型的高峰时段通勤，有许多停车和开车以及堵车时段。高速公路协议模拟在乡村道路和州际高速公路上行驶，沿途没有任何停靠点。当测试车的电池耗尽时，再将其充电到100%状态，并且仔细测量所需的充电时间。EPA使用的公式相当于一加仑汽油的能量等于33.705千瓦时的电力，计算出的MPGe是衡量一辆汽车效率的一种方法。
比如，现代在城市驾驶中获得150MPGe的评级，在高速公路上获得122MPGe。特斯拉Model3长续航版136MPGe城市，123MPGe高速公路。为了进行比较，雪佛兰Bolt被评为128MPGe城市和110MPGe高速公路。城市/高速公路的综合评级是一个加权平均值，其中城市数量占55%，高速公路数量占45%。
电动汽车的厂商标牌还列出了行驶100英里需要多少千瓦时的电力。EPA表示，这个数字实际上是比较电动汽车的一种更准确方式。
随着电动汽车技术的发展，以及政府的政策鼓励与扶持，电动汽车（混动＋纯电动）以每年超过50％的速度高速增长，电池以及电池管理系统作为电动汽车的核心组件，其市场需求也获得相应的快速增长。本文将就电池管理系统对存储器的需求进行分析
电池管理系统（BatteryManagementSystem，即BMS）主要实现三大核心功能：电池充放电状态的预测和计算（即SOC）、单体电池的均衡管理，以及电池健康状态日志记录与诊断。
在整个电池管理系统中，电池荷电状态的预测和计算（即SOC）是其最重要的功能，因为有了精确的电池充电／放电状态的预测／计算，才能进行有效均衡管理。所以，SOC精准度的要求是越高越好。
为了提高SOC的精准度，除了要采集电池的电压、电流参数，还需要提供诸如阻抗、温度、环境温度、充放电时间等多种参数。电池固有参数会通过数学建模的方式，建立软件模型，而动态参数则通过数据采集卡实时的采集数据，并实时地把数据传输至MCU单元存储，然后MCU对提取的数据进行算法计算，从而得出精确的电池荷电状态。
因此，SOC功能会将不同电池的模型存入存储器，该存储器需具有低功耗、快速读写、接口简单以及数据保持时间达到20年的要求；SOC功能需要采集卡不停地实时将采集的电池电压／电流数据存入存储器，假如一个MCU单元，对接10路单体电池的采集数据，采集数据卡一般会采用1MB的isoSPI总线进行通信，即对于MCU单元的存储器，接口速率要求高且几乎每秒中都要进行一次数据写操作；而电池的寿命要求至少是10年，假如一台车运行时间是8小时，那么MCU单元的存储器的数据写操作在电池包生命周期内的写次数为1亿5百万次。
综上分析可见，BMS里面的SOC功能非常关键，所以其对存储器的性能与可靠性也是非常高：必须是非易失性的存储器，擦写次数至少要超过1．1亿次，接口速率大于8MHz，低功耗且数据能够可靠保存20年的时间，需要符合AECQ－100，未来需要通过功能安全认证，至少具有ASILB等级。
目前主流的非易失性的存储器有EEPROM、Flash以及F－RAM。EEPROM的接口有SPI接口，速率可以做到10Mhz，但是每次写都有一个5ms写等待时间，擦写次数是1百万次，功耗中等，有车规级器件，但是目前未做功能安全认证，数据保持能力也可以做到20年。
关于电动汽车的里程范围，说得比较多的有WLTP工况，美国EPA工况，欧盟NEDC工况，日本JC08工况(影响汽车续航里程的因素有很多，例如电池的使用状况、交通路况与气候、驾驶习惯以及是否开空调等，这些因素专业术语称之为“工况”)。WLTP为全球统一轻型汽车测试规程，由WLTC循环和测试规程两大部分组成，WLTC测试循环分为低速、中速、高速与超高速四部分;EPA是全球最严格的测试标准，所测试的项目、内容强度和细分标准相当之多;针对纯电续航里程测试，NEDC与EPA的续航测试结果差距在10-15%左右;JC08仅在日本地区，全球的主流测试标准以EPA和NEDC为主。目前国内的工况标准基本上是参考NEDC标准制定。
EPA如何评估电动汽车的行驶里程?
想要购买电动汽车的人在很大程度上依赖于EPA(美国环保署)对该车型的评级。里程范围尤其重要。尽管它是在实验室中计算出来的，而且可能无法反映现实世界中一个真正的司机能走多远，但它仍然提供了一个有用的衡量标准，让消费者能够将一辆电动汽车与另一辆进行比较。
续航里程是每辆新车厂商标牌上必定出现的信息之一。厂商标牌价(MSRP)以俄克拉荷马州参议员Monroney命名，他于1958年提出立法，要求制造商披露其汽车价格。从那以后，厂商标牌增加了许多对购物者来说很重要的其它信息。
那么EPA如何得出电动车里程数字的呢?根据MyEV.com，每辆电动汽车都充满电，然后在室内放置一夜。第二天，再把这辆电动车放在一个测功机上，这是一种汽车跑步机。然后通过一套模拟城市或高速公路的驾驶标准来执行驾驶任务。
城市循环模拟了典型的高峰时段通勤，有许多停车和开车以及堵车时段。高速公路协议模拟在乡村道路和州际高速公路上行驶，沿途没有任何停靠点。当测试车的电池耗尽时，再将其充电到100%状态，并且仔细测量所需的充电时间。EPA使用的公式相当于一加仑汽油的能量等于33.705千瓦时的电力，计算出的MPGe是衡量一辆汽车效率的一种方法。
比如，现代在城市驾驶中获得150MPGe的评级，在高速公路上获得122MPGe。特斯拉Model3长续航版136MPGe城市，123MPGe高速公路。为了进行比较，雪佛兰Bolt被评为128MPGe城市和110MPGe高速公路。城市/高速公路的综合评级是一个加权平均值，其中城市数量占55%，高速公路数量占45%。
电动汽车的厂商标牌还列出了行驶100英里需要多少千瓦时的电力。EPA表示，这个数字实际上是比较电动汽车的一种更准确方式。
随着电动汽车技术的发展，以及政府的政策鼓励与扶持，电动汽车（混动＋纯电动）以每年超过50％的速度高速增长，电池以及电池管理系统作为电动汽车的核心组件，其市场需求也获得相应的快速增长。本文将就电池管理系统对存储器的需求进行分析
电池管理系统（BatteryManagementSystem，即BMS）主要实现三大核心功能：电池充放电状态的预测和计算（即SOC）、单体电池的均衡管理，以及电池健康状态日志记录与诊断。
在整个电池管理系统中，电池荷电状态的预测和计算（即SOC）是其最重要的功能，因为有了精确的电池充电／放电状态的预测／计算，才能进行有效均衡管理。所以，SOC精准度的要求是越高越好。
为了提高SOC的精准度，除了要采集电池的电压、电流参数，还需要提供诸如阻抗、温度、环境温度、充放电时间等多种参数。电池固有参数会通过数学建模的方式，建立软件模型，而动态参数则通过数据采集卡实时的采集数据，并实时地把数据传输至MCU单元存储，然后MCU对提取的数据进行算法计算，从而得出精确的电池荷电状态。
因此，SOC功能会将不同电池的模型存入存储器，该存储器需具有低功耗、快速读写、接口简单以及数据保持时间达到20年的要求；SOC功能需要采集卡不停地实时将采集的电池电压／电流数据存入存储器，假如一个MCU单元，对接10路单体电池的采集数据，采集数据卡一般会采用1MB的isoSPI总线进行通信，即对于MCU单元的存储器，接口速率要求高且几乎每秒中都要进行一次数据写操作；而电池的寿命要求至少是10年，假如一台车运行时间是8小时，那么MCU单元的存储器的数据写操作在电池包生命周期内的写次数为1亿5百万次。
综上分析可见，BMS里面的SOC功能非常关键，所以其对存储器的性能与可靠性也是非常高：必须是非易失性的存储器，擦写次数至少要超过1．1亿次，接口速率大于8MHz，低功耗且数据能够可靠保存20年的时间，需要符合AECQ－100，未来需要通过功能安全认证，至少具有ASILB等级。
目前主流的非易失性的存储器有EEPROM、Flash以及F－RAM。EEPROM的接口有SPI接口，速率可以做到10Mhz，但是每次写都有一个5ms写等待时间，擦写次数是1百万次，功耗中等，有车规级器件，但是目前未做功能安全认证，数据保持能力也可以做到20年。
