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談談整車控制器VCU與電池管理系統BMS之間的功能分配
發表時間:2019-02-16 10:55:03

在電動車系統中,整車控制器相當于整車的大腦,接受駕駛員信號,分析駕駛員意圖,輸出相應指令給各個子系統,電動車整車控制策略相對電池管理系統,和電機控制器而言,要簡單很多,沒有很復雜的算法,絕大部分是邏輯判斷。因此整車廠而言,開發三電系統中的的電控系統,整車控制器是最容易的切入點。大部分國內主機廠對電池系統,和電機系統的理解沒有Tier 1供應商深入,因此電池和BMS,電機和電機控制一般都是由供應商提供。隨著主機廠對整車控制理解的不斷深入,對子系統的掌控的欲望也比較強烈,VCU開始想干以前電池系統或者電機系統的事情,整車控制器與BMS等控制器開始有了功能的耦合。本文主要討論VCU與BMS之間某些功能分配。

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筆者之前討論過GM Bolt集中BMS的架構,GM的PHEV和EV中,GM將傳統BMS中繼電器控制,熱管理,絕緣檢測等功能部署到了整車控制器中。

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目前國內電芯廠給主機廠供貨時,通常電池和高壓配電盒是打包,高壓配電箱本身沒什么技術含量,而且容易出問題。因此電芯廠的BMS負責整個電池包所有的功能,繼電器控制檢測,絕緣檢測等。

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這兩種方案各有優劣,GM這中方案中,VCU控制所有繼電器。從執行時間角度來考慮,通常而言,正常上下電情況下BMS需要接受VCU閉合/打開指令,才能執行相應動作,如果VCU直接控制,通訊鏈路就短了很多;但是在非正常情況下,比如電池過溫,過壓等,需要BMS先發送相關信息給VCU,VCU再執行相應的動作,尤其是BMS是主從架構情況下,整個通訊鏈路更長,DC充電控制亦是如此。這樣的處理方式有點違背常理,正常上下電,可以接受稍微時間長點,而非正常下電,時間越短越好。

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從功能安全角度來看,一個正常的信息鏈路,包括傳感器,控制器,執行器。

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對于安全目前過溫而言,絕大部分BMS的處理方式如下,溫度傳感器將過溫信息傳遞給BMS,BMS分析后,打開繼電器。整個信息鏈路簡單明了,功能安全分析時,也相對容易。

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而如果由VCU控制繼電器,信息鏈路就有電冗長,功能安全分析,需要將BMS和VCU結合起來分析,而通常這連個控制器開發工作至少是兩個不同的組,甚至不同的公司,功能安全分析時,配合起來就挺麻煩的。

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在開發系統中,各個子系統之間的耦合越少越好,軟件模塊和硬件模塊才能更容易的模塊化。





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