1.2可用BMS的概述及其分析
本節旨在概述目前市場(chǎng)上可用的電池管理系統，重點(diǎn)介紹電動(dòng)汽車(chē)（EV）的應用。然后根據上一節定義的關(guān)鍵參數和拓撲變體對這些電池管理系統進(jìn)行分類(lèi)和分析。
應該指出的是，很難對目前用于商業(yè)或學(xué)術(shù)目的的各種BMS進(jìn)行概述，原因如下：首先BMS有不同的應用場(chǎng)景，因此市場(chǎng)上可用的BMS通常應用場(chǎng)景是高度適配的。**很少有信息是公開(kāi)的，特別是對于大型OEM廠(chǎng)商和供應商用于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(chē)型已達到大規模生產(chǎn)水平，但是涉及到拓撲、關(guān)鍵規格、軟件架構等等重要技術(shù)信息仍然保留在這些廠(chǎng)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(chǎng)份額大的電動(dòng)汽車(chē)的BMS信息，然而對于許多受歡迎的EV車(chē)型，包括大眾e-Golf、奔馳電動(dòng)B級轎車(chē)、雷諾Zoe、雪佛蘭Bolt、現代Ioniq、歐寶、比亞迪、大陸集團、Epower電子、本田、現代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(zhuān)注于BMS原型小型制造商和工程公司，小批量和試點(diǎn)系列產(chǎn)品，往往提供足夠詳細的有關(guān)他們的BMS技術(shù)規格和結構的信息，因此本報告的分析主要集中在這個(gè)商業(yè)領(lǐng)域。此外，還有一些BMS平臺——包括來(lái)自Altera、Fraunhofer和LION Smart的電池管理系統（使用開(kāi)源開(kāi)發(fā)策略，主要專(zhuān)注于研究和早期原型設計）。
可分析BMS列表
根據對BMS市場(chǎng)現況的研究，現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(kāi)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、架構和其他顯著(zhù)特征對上述BMS進(jìn)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(gè)模塊化系統，包括多個(gè)電池管理模塊（BMM）、一個(gè)系統接口模塊（SIM）和一個(gè)CAN電流傳感器（CCS）。BMM結合了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(lái)測量高達1000伏電池組電流和驅動(dòng)接觸器的。該BMS的應用領(lǐng)域均為電動(dòng)汽車(chē)。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(chē)應用。當MCU測量電池電壓和溫度時(shí)，BCU負責控制這些并執行所有PMU功能。系統大電壓為800V。
#3. Calsonic Kansei’s Nissan Leaf-BMS
安裝在尼桑Leaf上的BMS為集中式架構，所有CMU、MMU和PMU的要求都是通過(guò)一塊控制360 V系統的電路板來(lái)實(shí)現的，這對于純電動(dòng)汽車(chē)的電池來(lái)說(shuō)是很少見(jiàn)的。
#4. Delphi Automotive PLC BatteryManagement Controller
德?tīng)柛５哪K化BMS由一個(gè)混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)控制器和幾個(gè)電池管理控制器組成?；旌蟿?dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)控制器作為電池和外部車(chē)輛控制器之間的網(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(gè)從控，監視56個(gè)串聯(lián)電池，電池的總包壓為207 V。這款BMS的一個(gè)特點(diǎn)是與其他所有系統相比實(shí)現了主動(dòng)均衡。
#6. Elite Power Solutions’ EnergyManagement System
該公司提供了一個(gè)典型主從拓撲結構的BMS。主處理器稱(chēng)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(mǎn)足MMU和CMU特點(diǎn)的從板。系統總電壓高達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(gè)部分，一個(gè)是稱(chēng)為Lithium Pro Master的PMU控制器，另一個(gè)是用于單個(gè)電芯的多個(gè)cell-boards（CMU+MMU），或是用于多個(gè)電芯的multiple cell-boards（CMU+MMU），可處理16節串聯(lián)電芯。大電池包電壓可達840 V，可適用于所有電動(dòng)汽車(chē)。
#8: Electric Vehicle Power SystemTechnology Co., Ltd. – EVPST – BMS-1
BMS-1包含一個(gè)具有PMU特性的控制模塊（CM）和多達四個(gè)具有MMU和CMU特性的測試模塊（TM）。圖5顯示了該BMS的框圖。
