一. BMS技術介紹

新能源電動汽車控制系統主要由電池管理系統（BMS）, 充電機控制單元， 電動機控制單元與整車控制單元等組成。

BMS系統構成圖

其中BMS系統是電動汽車中不可缺少的核心部分，它能夠對新能源電動汽車進行實時的監控和在線的監測，從而采集電池系統的電壓，電流，溫度等感知參數。其次，BMS系統還能夠對電池的運行狀態與電池組的離散性進行科學的控制。一旦電池組出現故障與潛在的隱患，系統會自動的發出報警信號，來提醒有關的人員采取措施來進行處理。總體來說BMS系統主要具有以下功能：

1.電池監控（Cell Monitoring）

2.電池安全和保護（Battery Safety and Protection）

3.電池均衡（Cell Balancing）

4.健康狀態估算（SOH）

5.充電狀態估算（SOC）

6.充電控制（Charge Control）

7.熱管理（Thermal Management）

BMS的系統級架構

二. BMS芯片技術簡述

由于汽車電子中有大量的控制模塊因此需要用到大量的MCU來對信號進行采集與控制，因此車規級芯片的重要性就不言而喻了，為了保障電池的安全與穩定，電池管理芯片已經成為了新能源汽車，消費電子，工業控制等領域內極其重要的元器件。雖然目前市場上已經涌現出來了非常多的非國產的電池管理芯片，但是能夠應用與新能源汽車的動力電池領域。BMS芯片任然依賴于進口，能夠提供完整的車規級BMS級別芯片完整的解決方案供應商主要有ADI, TI, ST, NXP, Renesas, Infineon等企業。 我國的BMS芯片和國外的差距主要體現在檢測精度，均衡算法以及最高能夠支持的電池節數等方面。

良好的BMS芯片對于安全駕駛起到了至關重要的作用。BMS芯片主要涉及到AFE, MCU, ADC, 數字隔離器等。其中AFE的模擬前端芯片(在BMS中專門指代電池采樣芯片)，來采集電芯電壓， 電流，溫濕度等一系列感知信息后通過ADC來轉化為數字值，同時還要支持電池的均衡功能，雖然說芯片會集成被動均衡的功能。BMS中的MCU芯片能夠起到處理AFE芯片采集信息并計算SOC,SOH等參數的作用， 數字隔離器主要在高低壓之間的數字通信，比如在BMS主控板上進行高壓采樣并與MCU之間進行SPI用心與采樣板AFE與MCU間的SPI通信。

BMS系統功能的組成框圖

ADC芯片

高精度的電池參數檢測是保障BMS芯片正常工作的基礎，電芯的電壓，電流，溫度等一系列感知參數都是模擬量，但是我們芯片能夠處理的絕大多數都是數字量，因此高精度的ADC就成為了BMS芯片中的關鍵模塊。ADC芯片的主要作用是將采集到的模擬量轉化為數字量，生成能夠用數字來辯證的量。

模擬量轉數字量

ADC芯片主要看兩個指標，一個是采樣速率，一個時轉換精度，速率代表ADC可以轉換多大的帶寬的模擬信號，帶寬對應的就是模擬信號頻譜中的最大頻率。精度就是衡量轉化出來的數字信號與原來模擬信號之間的差距。ADC的位數越多，精度就越高，速度就越慢.

MCU芯片

MCU芯片是BMS系統的核心部分，其主要的任務有：

1.用來處理AFE所采集的信息，并計算SOC,SOH等參數信息，并將這些信息傳送給上一級整車的控制器VCU

2.對電源管理芯片及其外部電路進行控制，相對于消費與工業級的MCU，車規級的行業壁壘更高。汽車MCU主要有8/16/32位三種，器主要應用與車身控制，信息系統，引擎控制，安全系統與動力系統的32位MCU，例如預碰撞，自適應巡航控制，駕駛輔助系統，電子穩定程序等安全功能， 以及更為復雜的X-by-wire等功能， 應用于動力傳動系統與底盤機構的16位MCU,例如引擎控制，齒輪與離合器控制，電子式渦輪系統方向盤，電子剎車等，應用于車體與各個次級系統的8位MCU例如風扇空調控制，雨刷，天窗，車窗圣劍，集線盒，座椅控制等功能。

數字隔離芯片

隔離器件是指將輸入信號進行轉換并輸出，來實現輸入，輸出兩端電氣隔離的一種安規期間，通常AC-DC或終稿電壓DC-DC電源轉換的電子電路，都需要進行電氣隔離，電氣隔離主要是進行安全隔離用來保障人員與設備的安全與功能隔離來提高電路的抗干擾能力，目前市場上最常用的隔離方式有： 光耦， 容耦， 磁耦等。

三種常見的隔離方式

審核編輯黃宇