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BMS技术现状分析(三)

1.2可用BMS的概述及其分析

 

本节旨在概述目前市场上可用的电池管理系统,重点介绍电动汽车(EV)的应用。然后根据上一节定义的关键参数和拓扑变体对这些电池管理系统进行分类和分析。

 

应该指出的是,很难对目前用于商业或学术目的的各种BMS进行概述,原因如下:首先BMS有不同的应用场景,因此市场上可用的BMS通常应用场景是高度适配的。第二很少有信息是公开的,特别是对于大型OEM厂商和供应商用于BEVHEVBMS,如大众、丰田、雷诺-日产和特斯拉,虽然它们的车型已达到大规模生产水平,但是涉及到拓扑、关键规格、软件架构等等重要技术信息仍然保留在这些厂商手里。本研究的目的是尽可能收集至少关于欧洲目前市场份额大的电动汽车的BMS信息,然而对于许多受欢迎的EV车型,包括大众e-Golf、奔驰电动B级轿车、雷诺Zoe、雪佛兰Bolt、现代Ioniq、欧宝、比亚迪、大陆集团、Epower电子、本田、现代Kefico,由于不可能收集足够详细的技术信息,因此对比仍然是不完整的。

 

相比之下,专注于BMS原型小型制造商和工程公司,小批量和试点系列产品,往往提供足够详细的有关他们的BMS技术规格和结构的信息,因此本报告的分析主要集中在这个商业领域。此外,还有一些BMS平台——包括来自AlteraFraunhoferLION Smart的电池管理系统(使用开源开发策略,主要专注于研究和早期原型设计)。

 

可分析BMS列表

 

根据对BMS市场现况的研究,现按英文字母顺序整理出以下32BMS

 

#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

 

开放研究和原型平台

#30. Altera’s BMS

#31. Fraunhofer’s foxBMS

#32. LION Smart’s Li-BMS V4

 

按照关键参数、架构和其他显著特征对上述BMS进行了分析。表1.1给出了分析特征的完整列表。

1.1 BMS的分析特征列表

#1. Ashwoods Energy’s BMS (Vayon)

Ashwoods EnergyBMS是一个模块化系统,包括多个电池管理模块(BMM)、一个系统接口模块(SIM)和一个CAN电流传感器(CCS)。BMM结合了PMUSOC估计、MMU 的均衡和CMU的电压和温度测量功能,而SIM只显示PMU特性,它需要与外部控制器通信,并启用充放电模式,CCS是用来测量高达1000伏电池组电流和驱动接触器的。该BMS的应用领域均为电动汽车。此BMS的关系图如图4所示。

#2. AVL’s BMS

AVL的模块化BMS由电池控制单元(BCU)和模块控制单元(MCU)两层组成,适用于所有汽车应用。当MCU测量电池电压和温度时,BCU负责控制这些并执行所有PMU功能。系统大电压为800V

 

#3. Calsonic Kansei’s Nissan Leaf-BMS

安装在尼桑Leaf上的BMS为集中式架构,所有CMUMMUPMU的要求都是通过一块控制360 V系统的电路板来实现的,这对于纯电动汽车的电池来说是很少见的。

 

#4. Delphi Automotive PLC BatteryManagement Controller

德尔福的模块化BMS由一个混合动力和电动汽车控制器和几个电池管理控制器组成。混合动力和电动汽车控制器作为电池和外部车辆控制器之间的网关,而电池管理控制器为450 V电池系统提供BMS的所有重要功能。

 

#5. DENSO’s Toyota Prius PlugIn-BMS

丰田在其插电普锐斯中使用了电装的模块化主从式BMS。有4个从控,监视56个串联电池,电池的总包压为207 V。这款BMS的一个特点是与其他所有系统相比实现了主动均衡。

 

#6. Elite Power Solutions’ EnergyManagement System

该公司提供了一个典型主从拓扑结构的BMS。主处理器称为EMS-CPU,包含所有PMU功能,并控制大量4SB-V74SB20-V24SB200-V7测量板,这些是满足MMUCMU特点的从板。系统总电压高达500伏,能够用于BEVPHEVHEV电池。

 

#7. Elithion’s Lithiumate Pro

ElithionBMS的任务划分为两个部分,一个是称为Lithium Pro MasterPMU控制器,另一个是用于单个电芯的多个cell-boardsCMU+MMU),或是用于多个电芯的multiple cell-boardsCMU+MMU),可处理16节串联电芯。大电池包电压可达840 V,可适用于所有电动汽车。

 

#8: Electric Vehicle Power SystemTechnology Co., Ltd. – EVPST – BMS-1

BMS-1包含一个具有PMU特性的控制模块(CM)和多达四个具有MMUCMU特性的测试模块(TM)。图5显示了该BMS的框图。