BMS的案例
新能源BMS系統將朝著高精度、高集成、智能化方向發展
隨著競爭加劇，BMS總體供應商數量銳減，專業BMS廠商占多數。目前可以看到特斯拉、蔚來、寧德時代等均有突出的BMS應用案例。未來BMS產業將朝著高精度管理、高度集成化、智能化方向發展，其中分布式管理技術、無線BMS為重點發展技術。無線BMS已有部分車企或零部件公司布局，已有方案陸續落地。
電動汽車BMS主要芯片及廠商分析
國產BMS芯片怎么樣了？
目前國內BMS芯片市場規模為每年數十億顆，其中來自國內品牌的份額僅有兩成，能夠用于電動汽車的更是少之又少。大多被國外廠商所壟斷，國內的BMS企業僅僅在此基礎上進行二次開發，包括硬件設計、軟件的搭建。
不過，國內的半導體企業已經在BMS芯片領域有所布局，受新冠影響，2020 年全球 BMS 市場規模增速下降，但我國 BMS 市場仍占據重要地位，據華經產業研究院，2020 年我國 BMS 市場需求規模為 97 億元。未來隨著電動汽車市場規模擴 大和電池效率要求提高，BMS 市場規模有望實現穩定增長，據 Business Wire 估計、前瞻產業研究院整理，2021 年全球 BMS 市場規模預計為 65.12 億美元，至 2026 年預計可達 131 億美元，CAGR 為 15%。據 Mordor Intelligence，2024 年全球電池管理芯片市場規模預計 達 93 億美元，市場空間廣闊。
電動汽車的廢舊電池去哪了？
我國電動汽車銷量自2015年開始放量，隨著保有量不斷增長，截至2022年3月底，全國電動汽車保有量達891.5萬輛，占汽車總量的2.90%。
雖然BMS芯片在不斷的升級換代，能夠更好的優化電池性能，延長電池壽命，可一旦動力電池的容量衰減到80%就必須更換新電池。隨著電動汽車近年來的發展，動力電池退役的數量呈現逐年增長態勢。
2020年，國內累計退役動力電池超過20萬噸，2021年，該數字約為32萬噸，同比增長60%。業內預計，未來2-3年內動力電池將迎來大規模退役潮。到2025年后，每年退役電池數量增長將達百萬量級。
退役電池如何處理，成為電動汽車產業迫在眉睫的發展難題。據統計，目前我國的動力電池回收率僅在10%左右，因此，廢舊動力電池的回收利用需求漸顯迫切。
展開 經緯恒潤48V BMS助力Stellantis量產落地
近日，搭載經緯恒潤48V電池管理系統（Battery Management System，BMS）的 Stellantis 某車型已量產落地。該車型主要面向歐洲市場，針對短距離家庭代步提供更便捷的出行方式。
在與Stellantis的合作中，經緯恒潤提供了高效的電池管理系統平臺，并通過多年在新能源電池管理的技術積累，幫助其解決電池續航、安全保障等客戶痛點，助力Stellantis集團實現碳減排目標。
經緯恒潤基于自身在汽車電子產品多年研發優勢，目前已可以提供成熟的BMS解決方案。
| 電池管家，實時狀態盡在掌握
經緯恒潤BMS能夠實時采集、處理龐大而復雜的電池組運行數據。通過SOC、SOP、SOH及SOE等狀態估計算，幫助終端用戶準確識別電池狀態從而進行決策。此外，BMS的電芯均衡、充電管理等功能可有效幫助動力電池包提升續航能力、延長使用壽命、優化充電效率，使新能源汽車的駕駛體驗更舒適。
| 安全監控，駕駛出行更放心
經緯恒潤48V BMS采用集中式拓撲結構，實現14-28通道電芯的安全監控，產品滿足ASIL-C 功能安全等級。針對動力電池包的過溫、過流、過壓、欠壓故障實時監控，并提供如斷開繼電器、限制充電、限制行車等電池保護策略。同時，對于控制器自身硬件故障，BMS可以監控并配合整車策略執行對終端客戶的保護，保障車輛出行安全。
| 歐標開發，重復利用助減排
相較于傳統的BMS產品，經緯恒潤的48V BMS在軟件及硬件設計上滿足歐盟新法規Regulation (EU) No 2019/1020 標準。
展開 新能源汽車電池管理系統（BMS）中傳感器技術應用
BMS是一個結構復雜、功能集成的管理系統，其體積較小，因此要求傳感器具備多功能一體性，進而能夠用最少數量傳感器就能夠全面監控電池系統。在發生異常時，也能夠更快更準的找到故障點。
3.2監測精準化趨勢
未來產品對傳感器技術的監測數據精度將越來越精細，對于電流電壓、溫濕度等數據的采集需要更精準的數據，從而提升用戶對電池系統工況的準確掌握。下一步需要從理論仿真、實驗研究兩個方面同時入手，研究探索出新一代監測高效高精度的BMS傳感器。
3.3產品安全化趨勢
功能安全是新能源電動汽車的基本要求，也是傳感器技術發展的必然趨勢。一方面是需要確保傳感器產品自身使用安全性，另一方面則是傳感器支撐起來的整個BMS的安全性，這都將直接或間接影響行車安全性，影響用戶的駕駛體驗與人身安全。
4總結
隨著國內外新能源電動車產業的不斷升級，越來越多的傳感器技術將會應用到新能源電動汽車、BMS當中，企業應當把握良機為市場生產出更優質、更廉價的電動汽車產品和BMS。當然在新的傳感器技術支持下，BMS也會由現在的“硬件+算法”體系升級到“數據+主動式管理”體系。
展開 
電池管理系統（BMS）
概述
電池管理系統（BMS）為一套保護動力電池使用安全的控制系統，時刻監控電池的使用狀態，通過必要措施緩解電池組的不一致性，為新能源車輛的使用安全提供保障。
經緯恒潤作為國內優質的動力系統供應商，在控制系統開發方面擁有雄厚的實力和豐富的經驗，可以為客戶在電池管理系統開發方面提供優質的工程和配套服務。
BMS 基本功能
電流采集
單體電壓采集
總電壓采集
溫度采集
絕緣電阻檢測
高壓互鎖檢測
整車通訊
附件控制
電池狀態估算
高壓上下電控制
熱管理
均衡控制
充電管理
電池故障分析及在線報警
功能安全
BMS RoadMap
BMS產品布局如下圖所示，涵蓋12V-800V的電池包類型，并兼顧乘用車及商業車使用環境。
BMS 核心算法
基于Kalman濾波的閉環SOC估計策略，提高SOC估計精度
基于模型的容量、內阻在線辨識，監控電池老化狀態（SOH）
考慮工況變化的剩余能量（SOE）估計，保障整車續駛里程估計精度
多狀態聯合估計策略，保障全生命周期狀態估計精度
內短路早期識別，避免演化成熱失控，保障電池使用安全
基于電量一致的均衡策略，充分發揮電池包可用容量
展開 論BMS的主動均衡和被動均衡
幾十串甚至上百串電池需要的開關矩陣如何設計，驅動要怎么控制，這都是令人頭痛的問題，所以這也是為什么至今主動均衡功能無法完全集成進專用IC的原因，半導體廠家一直希望能做出大一統的芯片，但在BMS上實在是力有不逮。對BMS整機廠家也是如此，主動均衡電路結構方面，少有廠家的設計可以令人耳目一新，擊節叫好。其次是成本問題，復雜的結構必然帶來復雜的電路，成本與故障率上升是必然的，現在有主動均衡功能的BMS售價會高出被動均衡的很多，這也多少限制了主動均衡BMS的推廣。
因為兩種均衡功能各有利弊，本來主動均衡功能是可以替代被動均衡功能的，但因為結構復雜成本高，而且結構復雜之后故障率也會高而與被動均衡處于膠著狀態，業內人士常為了哪種均衡更好爭論不休。特斯拉的BMS均衡功能(被動均衡，見下圖中Cell balancing circuit中所指均為放電電阻)經常被示范以證明被動均衡強于主動均衡。其實這反而證明了任何技術選擇都要和整體條件適用的道理。特斯拉的電池是松下提供的特制的18650鋰電池，本身一致性非常好，而且在壽命期間一致性差異擴大有限，用被動均衡就足夠了。不像我國從電池原材料到生產工藝還有待提高，電池一致性離散程度還比較大，主動均衡在動力型鋰電池組應用中會更適合。
被動均衡適合于小容量、低串數的鋰電池組應用，主動均衡適用于高串數、大容量的動力型鋰電池組應用。對BMS來講，除了均衡功能非常重要，背后的均衡策略更為重要。在電池單體的一致性差異在一定范圍內時，電池的電量和電壓成正相關；但是當電池的一致性差的遠，也就是有電池處于受損狀態時，電量和電壓相關性就沒那么強了，這時的均衡依據，就不能單以電壓這一數據來判斷。如果意識不到有電池損壞到臨界狀態以下，依然根據電壓均衡，反而會對電池造成傷害，尤其是主動均衡，因其電流大造成的傷害會比被動均衡更大。
展開 中汽研黃登高：BMS功能安全標準、研發及測試
會議期間，中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司高級專家黃登高博士發表了“BMS功能安全標準、研發及測試”的主題演講。
黃登高：各位同行上午好！蔡總非常豐富的經歷讓我們震撼到了，我作為后進者，分享一個小的主題，新能源三電里的電池管理系統。
電池其中有一部分還是電池管理系統。同時電池經常起火、爆炸，其中很大一部分責任可能劃分到電池管理系統的管理不善上，所以大家對安全比較重視。在最新電池測試標準法規，以及電池管理系統功能安全相應標準法規里，也對安全的重要性在逐步提升。
今天報告的題目是“BMS功能安全標準、研發及測試”。
工程院簡介
主要致力于汽車工程技術的研發，總部在天津，在江蘇有兩個基地，在常州，主要做新能源動力鋰離子電池和混合動力。在揚州高郵市，主要覆蓋智能網聯、氫燃料、EMC、測試服務和研發驗證相應工作。
業務布局
圍繞五大方向+1中心。
我們做電池管理系統，是電子電控板塊，主要圍繞工程技術服務和工具鏈產品以及科技成果轉化。我們本身不做產業化，主要負責工程技術服務和科技成果轉移工作。
今天的匯報主要圍繞BMS以及相關標準、BMS正向研發及測試、BMS未來發展趨勢和新的技術。
BMS是電控產品，在汽車電子里有EMC相應標準，充換電設備有相應的標準，本身是電子設備要耐受環境性的標準，必須滿足電池包強標的相應內容。
去年有三個強標，包括18384、30381和38032，今年4月1日，39086正式發布。
通過30381蓄電池箱測試里，比較多還是熱擴散試驗部分。
展開 7/16 基于模型的功能安全分析助力提高BMS安全
簡介：
作為電動汽車電池系統中最為復雜的控制中心，BMS的安全直接影響著電動汽車的整體安全性，某些功能要求嚴格的BMS，其安全完整性等級要求可以達到ASIL D級，也就是ISO 26262 最高的安全完整性等級。 如何保障BMS的安全，并高效完成其功能安全分析，這給BMS廠商帶來了新的挑戰和巨大的工作量。Ansys medini?提供基于模型的安全性分析和可靠性工程的綜合解決方案，其內置的ISO 26262 安全模板涵蓋一系列安全分析技術，覆蓋整個安全生命周期，高效連接安全需求、安全分析、架構設計，確保追蹤性和一致性，可以有效保障 BMS 的安全，并大大加速和優化安全分析過程。
講師簡介：
楊瑾婧
Ansys SBU 安全與認證高級咨詢。多年來專注于航空、軌道、汽車等領域的安全認證、功能安全分析等，有豐富的行業咨詢和產品應用經驗。
點擊報名：http://event.31huiyi.com/1873747357/index?c=jishulink
展開 BMS功能安全開發流程詳解
來源 |
汽車ECU開發、129Lab
一、BMS&ISO26262簡介
BMS即Battery Management System，電池管理系統。作為新能源汽車“三電”核心技術之一，BMS在新能源車上扮演十分重要的作用。按照新能源汽車對電池管理的需求，BMS具備的功能包括電壓/溫度/電流采樣及相應的過壓、欠壓、過溫、過流保護，SOC/SOH估算、SOP預測、故障診斷、均衡控制、熱管理和充電管理等。
為了保證汽車電子電氣的可靠性設計， 在2011年發布了IS0 26262道路車輛功能安全標準）, IS0 26262 標準是源于工業功能安全標準(IEC61508)[1]。目前許多汽車企業和零部件企業在控制器開發過程中采用ISO26262這個標準，ISO26262包括了汽車電子電氣開發中與安全相關的所有應用，制定了汽車整個生命周期中與安全相關的所有活動，ISO 26262從需求開始，當中包括概念設計、軟硬件設計，直至最后的生產、操作，都提出了相應的功能安全要求，其覆蓋了汽車整個生命周期，從而保證安全相關的電子產品的功能性失效不會造成危險的發生。
如下圖所示：
1、范圍及相關項
ISO26262適用于最大總質量不超過3.5噸的量產乘用車上的包含一個或多個電子電氣系統的與安全相關的系統。在這部分ISO26262和FMEA還是比較相似的，第一步是確定Scope，哪些是研究范圍之內的。對高壓電池系統而言，ISO26262適用于電池包電氣系統及BMS系統，而不適用于電池包的電芯及機械結構件等。
展開 歐拉：BMS控制策略由長城與孚能共同制定驗證
7月19日，就此前歐拉IQ汽車召回的相關原因，歐拉品牌表示，BMS控制策略由長城汽車和孚能科技共同制定驗證，在極端小概率條件下導致電池熱失控，召回原因與BMS硬件、軟件制作無關聯，僅與控制策略制定有關，具體責任比例由長城汽車與孚能科技協商溝通。
時間線來看，7月16日，長城汽車宣布將根據《缺陷汽車產品召回管理條例》和《缺陷汽車產品召回管理條例實施辦法》的要求，向國家市場監督管理總局備案了召回計劃。決定自2021年7月16日起，召回2018年7月7日至2019年10月30日期間生產的長城歐拉IQ電動汽車，共計16216輛。
圖片來源：國家市場監督管理總局官網截圖
其召回原因便是因其召回范圍內車輛搭載的部分動力電池的一致性與BMS軟件控制策略存在匹配差異。長期連續頻繁快充后，電池性能下降，極端情況下可能發生動力電池熱失控，存在安全隱患。
很快，有媒體指出，此次歐拉IQ所召回車輛搭載的動力電池或由寧德時代供應。但隨后蓋世汽車聯系到寧德時代相關負責人，得到回應表示，“傳言是錯誤的，請勿以訛傳訛”。
7月18日晚間，孚能科技一則公告認領了這批故障電池，但明確否認電池所用BMS產品為公司供應。“公司僅供應召回車輛所搭載的模組，召回的原因主要系召回車輛搭載的BMS軟件控制策略與動力電池存在匹配差異，長期連續頻繁快充后導致電池性能下降，極端情況下可能引發動力電池熱失控，存在一定的安全隱患。BMS非本公司產品及供應。本次召回，公司預計不會對公司本年度業績產生影響。”
展開 奧迪e-tron BMS系統分析
圖1 電池系統結構圖
在圖1的右下角是BMS，它是由一個電池管理控制器(BMC)，12個電池模組控制器(CMC),電池接線盒(BJB)和電流電壓傳感器(CVS)組成，詳細的結構如圖2所示，另外整個BMS是由Marquardt和Dr?xlmaier提供的。
圖2 BMS
圖3 BMC結構圖
圖4 BJB結構圖
圖5 CMC結構圖
最后看一看
CVS
，CVS是由Draxlmaier提供的，其具有5個同步高壓測量(利用AS8510和MCP3919)和兩個冗余電流測量(MCP3919和MM9Z1J638BM2EP)。數據處理由電池監測傳感器(MM9Z1J638BM2EP，freescale)管理，詳細結構如圖6所示。
圖6 CVS的結構圖
來源：旺材電動車
展開 
NUMISHEET 2016 BM1 -DynaForm基本設置及結果
關于BM1的資料和簡介，請到這里查看：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/292244
下面是基于DynaForm的仿真結果：
第一種材料：AA5352 結果動畫：
第二種材料：TH330 結果動畫
模型 壓邊力 摩擦系數 材料等參照手冊要求：
BM1資料下載鏈接:
BM1_Results_Spreadsheet.xlsx
2016_May_19_BM1_Crown_ALCOA.pdf
IGES文件下載鏈接：
IGES_ALL.rar
材料文件（建議自己設置）：
AA5352.rar
TH330.rar
DynaForm主要控制：
第一步 單動 DIE下壓總行程33mm
第二步 雙動 Punch下壓總行程60mm
第三步 切孔
第四步 擴口 下壓50mm
網格大小2mm 細化層級2
有興趣的可以自己設置 一下
展開 NUMISHEET 2016 BM1 資料&簡要說明
今年的 NUMISHEET 2016 還是和往前一樣，一共三個例子，第一個例子比較簡單，但是現在網絡封殺的厲害，所以我把資料下載了，分享給大家，有興趣的可以自己做一下：
BM1資料下載鏈接:
BM1_Results_Spreadsheet.xlsx
2016_May_19_BM1_Crown_ALCOA.pdf
網盤鏈接：http://pan.baidu.com/s/1o8xX2QI 密碼: rzkc
IGES文件下載鏈接：
IGES_ALL.rar
網盤鏈接: http://pan.baidu.com/s/1mirpUKo 密碼: f91w
******************個人建議自己按照手冊要求建模！**************************
以下內容節選自下載資料，詳細的設置要求以及尺寸，請下載BM1資料查看，，
此算例：第一步是拉伸：
第二步是反拉伸:
第三步是擴口破裂 ：
分析使用兩種材料：AA5352 TH330 材料實驗數據已提供需要自己設置
AA5352:
FLC:
TH330:
以上內容節選自BM1官方的說明手冊，更多咨詢及內容請下載自行查閱！
鏈接: http://pan.baidu.com/s/1o8xX2QI 密碼: rzkc
高手可以出手了，如果時間允許，我會用DYNAFORM PAM-STAMP AUTOFORM等軟件做一下綜合的對比分析，最近比較忙，有空的同學可以自己做一下發表一下自己的結果，當然有興趣的也可以投遞到官方的大賽！
展開 NUMISHEET 2016 BM1 -PAM-STAMP基本設置及結果
關于BM1的資料和簡介，請到這里查看：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/292244
下面是基于PAM-STAMP的仿真結果：
模型 壓邊力 摩擦系數 材料等參照手冊要求：
BM1資料下載鏈接:
BM1_Results_Spreadsheet.xlsx
2016_May_19_BM1_Crown_ALCOA.pdf
IGES文件下載鏈接：
IGES_ALL.rar
材料文件（建議自己設置）：
TH330_GPa.rar
AA5352_GPa.rar
DynaForm主要控制：
第一步 單動 DIE下壓總行程約30mm
第二步 雙動 Punch下壓總行程約60mm
第三步 切孔
第四步 擴口 下壓50mm
網格大小2mm 細化層級2
有興趣的可以自己設置 一下
展開 【Ansys線上直播回看】基于模型的功能安全分析助力提高BMS安全
『點擊觀看直播回放』
作為電動汽車電池系統中最為復雜的控制中心，BMS的安全直接影響著電動汽車的整體安全性，某些功能要求嚴格的BMS，其安全完整性等級要求可以達到ASIL D級，也就是ISO 26262 最高的安全完整性等級。 如何保障BMS的安全，并高效完成其功能安全分析，這給BMS廠商帶來了新的挑戰和巨大的工作量。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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