持续上报故障至故障解除
充电电流过大
充电电流超过 阀值
BMS 上 报 的 最 大充电电 的110%
BMS上报的最 大充电电 流的90%
整车接到故障警告3次以上 （含），按照BMS上传 的最大充电电流的80% 控制电机充电，直至故 障解除；
持续上报故障至故障解除
放电电流过大
放电电流超过 阀值
BMS上报的最 大放电电 流110%
电压通道
缓冲、片内衰减器，适用于12 V电池输 入
温度通道
外部和内置温度传感器方案
微控制器
16位/32位RISC架构ARM7TDMI-S内核 20.48 MHz PLL

SAEJ2602/LIN 2.1兼容从机 SPI/GPIO 端口 內置唤醒和看门狗定时器 內置上电复位功能 由12V电池电源直接供电 功耗：7.5 mA (10 MHz) 额定工作温度范围：−40°C至+115℃ 32引脚6 mm × 6 mm LFCSP封装
电池管理系统网络方块图
整车控制器 高速CAN1 电机控制器 ……
从控模块1 电流 总电 压与 绝缘 电池管理 系统主控 模块 从控模块6 高速CAN2
从控模块2
从控模块3
从控模块4
从控模块5
内部CAN总线
从控模块7
从控模块8
从控模块9
从控模块10
充电机
充电 插头
车载监控系 统
车辆
电池管理系统整体设计 ----主控模块
主控模块包括继电器控制、电流测量、总电压与绝缘
检测和通讯接口等电路 。
继电器 控制 RS232 模块
隔离 隔离 隔离 隔离 隔离
CAN0 模块 CAN1 模块 CAN2 模块 总电压与 绝缘检测 电流检测 安时计量
绝缘 检测线
12V
电源 变换 中央处理器 硬件 看门狗 存储 设备 系统 时钟
电流 检测线
AD7280A ---转换器操作
AD7280A的转换路径由高压输入 多路复用器或低压输入多路复用器 与SAR型ADC组成。高压多路复用 器选择要转换的模拟输入对VIN0 至VIN6。各电池单元的电压测量 方法是转换相邻模拟输入的压差， 即VIN1 − VIN0、VIN2 − VIN1 。 低压多路复用器选择要转换的辅助 ADC输入AUX1至AUX6。各电池 电压和辅助ADC输入的转换结果可 以在所设定的转换序列完成时间 TWAIT后访问。 ADC是逐次逼近型寄存器模数转换 器(SAR ADC)，由比较器、SAR 、控制逻辑和两个容性DAC组成。
绝缘等 级低
电池组输出与 底盘绝缘电阻 小于阀值
500欧/V * V （电池组电压） *1.5
500欧/V * V （电池组电压） *2
整车接到故障警告3次以上 （含），控制停车，同时通 过CAN发送断电控制命令
接到整车断电控制命令后， 启动高压切断流程；未接到 整车命令时，持续上报故障 至故障解除；发生故障时， 若动力主线还未接通则禁止 接通
EV & PHEV & ESS 电池管理系统设计方案介绍
BMS System Application Engineer Tino Pan 01.Sep.2012
主要功能和指标
电池管理系统主要有三个功能：
（1）实时监测电池状态。通过检测电池的外特性参 数（如电压、电流、温度等），采用适当的算法， 实现电池内部状态（如容量和SOC等）的估算和 监控，这是电池管理系统有效运行的基础和关键； （2）在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均 衡管理、充放电管理、故障报警等； （3）建立通信总线，向显示系统、整车控制器和充 电机等实现数据交换。
BMS上报的最 大充电电 流的90%
整车接到故障警告3次以上 （含），按照BMS上传 的最大充电电流的80% 控制电机输出，直至故 障解除；
持续上报故障至故障解除
AD7280A---典型连接图
AD8280A
特性
锂离子电池安全监控器
宽电源电源范围：6.0V ~ 30.0V 多路输入可监控3 ~ 6路电池电压和2个 温度 可调监控阀值：过压、欠压、过温 报警选项：单独或共享报警 扩展温度范围性能-40℃≦TA ≦ +105℃ 可通过菊花链方式连接 内部基准电源 采用电池组供电 LDO可给隔离器供电 通过汽车应用认证 全面自测功能有助于符合ASIL/SIL要求
持续上报故障至故障解除
SOC过低
SOC低于阀值
10%
15%
持续上报故障至故障解除
温度过高
温度超过阀值
50℃
45℃
持续上报故障至故障解除，同时控制 启动热管理；发生故障时，若动 力主线还未接通则禁止接通
温度不均衡
最高温度与最 低温度 之差超 过阀值 单体电压与平 均电压 之差超 过阀值
5℃
3℃
持续上报故障至故障解除,同时控制启 动热管理
持续上报故障至故障解除
SOC过高
SOC超过阀值
100%
95%
整车接到故障警告3次以上 （含），控制电机停止 对电池回充，直至故障 解除 整车接到故障警告3次以上 （含）,整车控制停机， 并提示司机停车充电 整车接到故障警告3次以上 （含）,按照BMS上传 的最大充、放电电流的 50%控制电机输出，直 至故障解除； 整车接到故障警告3次以上 （含），按照BMS上传 的最大充、放电电流的 70%控制电机输出，直 至故障解除； 整车接到故障警告3次以上 （含），按照BMS上传 的最大充、放电电流的 70%控制电机输出，直 至故障解除； 整车接到故障警告3次以上 （含），按照BMS上传 的最大充电流的80%控 制电机对电池回充，直 至故障解除；
大功率電池應用电路
AD7280A
特性
锂离子电池监控系统
12位ADC，转换时间：1 μs/通道 电池电压精度：±1.6 mV 6个仿真输入通道，共模范围：0.5 V至 27.5 V 6个辅助ADC输入 高输入阻抗 电池平衡界面 菊花连结口 1个SPI界面，可用于多达48个通道 读写命令具有CRC保护 内置电压调节器 内置报警功能的串行接口 内置寄存器可用于通道时序控制 VDD工作电压：8 V至30 V 温度范围：−40°C至+105°C 48引脚LQFP 通过汽车应用认证 Power-down模式最低1.8uA工作电流
EMB1428 + EMB1499
特性
简单的控制 透過SPI可以去控制DC-DC與選擇 電池的均衡功能的啟動或停止。 EMB1428已经内置在检测到非法 命令功能。 EMB1499内置的故障检测机制： 过电压，欠电压，过电流和 温度阈值检测。 超时检测 控制电流斜坡下降的故障 故障代码报告给单片机 非常低的单片机控制的的需求
检测异常
检测正常
整车接到故障警告3次以上 （含），控制停车，同时通 过CAN发送断电控制命令
BMS故障
BMS 自检硬 件出现 故障
检测异常
检测正常
整车接到故障警告3次以上 （含），控制停车，同时通 过CAN发送断电控制命令
接到整车断电控制命令后，启动高压 切断流程；未接到整车命令时，持续 上报故障至故障解除；发生故障时， 若动力主线还未接通则禁止接通
ADuCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ039
特性
高精度 ADC
车用集成電流传感器
双通道、同步采样、16位Σ-Δ型ADC 可编程ADC吞吐量：10 Hz至1 kHz 內置5 ppm/°C基准电压源
电流通道
全差分、缓冲输入 可编程增益 ADC输入范围：−200 mV至+300 mV 数字比较器，内置电流累加器功能
ADuC7039---典型连接图
LPC11C24
特性
集成高速CAN物理层收发器的微控制 器
50 MHz Cortex-M0处理器，配有 SWD/调试功能（4个中断点） 32KB/16KB Flash，8KB SRAM 32个向量中断；4个优先级；最多13个 拥有专用中断的GPIO UART, 2 SPI & I2C (FM+) CAN 2.0 B C_CAN控制器，配有片内 CANopen驱动，并集成收发器 16位和32位计时器各2个，带PWM/匹 配/捕捉功能，1个24位系统计时器 12MHz内部RC振荡器，全温度及电压 范围内精度可达1% 上电复位（POR）；多级掉电检测（ BOD）；10-50 MHz锁相环（PLL） 具备±1LSB DNL的8通道高精度10位 ADC 36个高速5V兼容GPIO引脚，可选择引 脚大电流驱动（20 mA）
单体或总电压 过高
单体电压或总 电压超过阀值
单体电压3.65V
单体电压： 3.60V
整车接到故障警告3次以上 （含）,控制电机停止对电池 回充，直至故障解除
持续上报故障至故障解除
单体或总电压 过低
单体电压或总 电压低 于阀值
单体电压2.0V
单体电压2.5V
总电压：240V
总电压300V
整车接到故障警告3次以上 （含）,整车控制停机， 并提示司机停车充电
隔离是双向DC-DC 平衡方案
Q&A !?
故障诊断及保护控制策略
故障名称 描述
BMS 风扇及 加热控 制失效
故障阀值
故障解除阀 值
整车处理方式
BMS处理方式
接到整车断电控制命令后，启动高压 切断流程；未接到整车命令时，持续 上报故障至故障解除；发生故障时， 若动力主线还未接通则禁止接通
BMS 温度控制 系统失效
ADuM5404
特性

集成DC/DC转换器的四通道隔离器
集成 isoPower的隔离式DC/DC转换器 3.3 V或5.0 V稳压输出 最高500 mW输出功率 四个DC-25 Mbps(NRZ)信号隔离通道 施密特触发器输入 工作温度最高可达105°C 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/µs SOIC-16 无铅封装 低功耗