一、什么是BMS
BMS全稱是BatteryManagementSystem,電池管理系統(tǒng)。是配合監(jiān)控儲能電池狀態(tài)的設(shè)備,一般BMS都表現(xiàn)為一塊電路板或者一個硬件盒子。
1、實(shí)時監(jiān)測
電壓監(jiān)測:檢測總電壓及每個電芯或模組的電壓;
電流檢測:測量充電和放電的總電流;
溫度監(jiān)測:通過布置溫度傳感器,檢測電池包內(nèi)各個節(jié)點(diǎn)溫度變化;
2、狀態(tài)估算
SOC(State of Charge)估算剩余電量:通過安時積分法及開路電壓法估算電池包剩余電量
SOH(State of Health)估算健康狀態(tài):通過分析電池的內(nèi)阻增長、滿充容量衰減、充放電循環(huán)次數(shù)等來綜合估算,放映電池的老化程度
SOP(State of Power)估算可用功率: 估算電池在短時間內(nèi)(如幾秒或幾十秒)所能提供的最大放電功率和所能接受的最大充電功率。
SOE(State of Energy)估算剩余能量: 估算電池當(dāng)前剩余的可用的能量(單位:kWh),對于預(yù)測續(xù)航里程更為直接。
3、保護(hù)-安全管理
當(dāng)監(jiān)測到異常或危險狀態(tài)時,BMS會立即采取行動,切斷電源
過壓保護(hù): 當(dāng)任何電芯電壓超過安全上限時,切斷充電回路,防止過充。
欠壓保護(hù): 當(dāng)任何電芯電壓低于安全下限時,切斷放電回路,防止過放。
過流保護(hù): 當(dāng)充電或放電電流過大時,切斷回路,防止短路或過載。
過溫保護(hù): 當(dāng)電池溫度超過安全閾值時,降低功率或切斷回路。
短路保護(hù): 發(fā)生嚴(yán)重短路時,以最快速度(微秒級)切斷回路。
絕緣監(jiān)測: 監(jiān)測高壓系統(tǒng)和車輛底盤之間的絕緣電阻,防止漏電風(fēng)險。
故障診斷與記錄: BMS會記錄所有故障信息,形成故障碼,為后續(xù)的維修提供依據(jù)。
4、控制均衡電路,讓各節(jié)電芯電量保持一致,延長壽命;
5、把關(guān)鍵事件打上時間戳存進(jìn)閃存,供故障追溯和保修分析。
二、BMS 里為什么要搭載RTC——以 YSN8563MS 為例
搭載 RTC(實(shí)時時鐘芯片,如常見的YSN8563)的BMS,核心目的只有一個:讓系統(tǒng)在“斷電+休眠”狀態(tài)下,仍然擁有絕對、可追溯、低功耗的“時間坐標(biāo)”。
(1)休眠定時喚醒 —— 把“常待機(jī)”變成“間歇體檢”
車輛熄火后主 MCU 斷電,RTC 靠紐扣電池 0.3–0.5 μA 運(yùn)行;到預(yù)設(shè)時刻(如每 4 h、每天凌晨 2 點(diǎn))輸出中斷信號,把 BMS 從 Deep-Sleep 喚醒,執(zhí)行電芯電壓/溫度巡檢。
(2)SOC 靜態(tài)修正
安時積分法長期會漂移,必須用開路電壓法回正;開路電壓法要求電池靜置 ≥2 h 且知道“真實(shí)靜置時長”。RTC 持續(xù)計時,系統(tǒng)重啟后會對比上次 Shutdown 時間,從而計算真實(shí)靜置時長。靜置時長≥2 h 即觸發(fā)開路電壓法,完成后再次休眠,既省電又不漏檢。
(3)故障精確定時
國標(biāo) GB 38031-2020 與事故鑒定要求關(guān)鍵事件帶 1 s 精度的時間戳。RTC 在系統(tǒng)掉電時仍走時,為故障碼(DTC)、過充、過放、熱失控 log、EDR 碰撞記錄提供絕對日歷時間,避免“只有序號、沒有時辰”的證據(jù)失效 。
(4)溫度采樣打時標(biāo)
高溫日歷老化、循環(huán)老化都與溫度、時間息息相關(guān)。RTC 能夠在溫度采樣精準(zhǔn)打上時標(biāo),使 BMS 能累計高溫暴露時長、循環(huán)次數(shù)/間隔、從而動態(tài)調(diào)整最大充電電流、預(yù)警 SOH 跳水,提升質(zhì)保置信度 。

三、為什么單獨(dú)搭載RTC而不是MCU自帶的RTC?
精度更高: 專用RTC芯片(如8563)通常外接32.768kHz晶振,其時間精度遠(yuǎn)高于大多數(shù)MCU內(nèi)置的RTC。
功耗更低: 在休眠模式下,專用RTC的功耗可以做到微安級甚至納安級,比MCU整體休眠的功耗更低,支持BMS長時間休眠。
可靠性更強(qiáng): 獨(dú)立芯片,不受MCU主程序跑飛或復(fù)位的影響,即使車輛系統(tǒng)重啟,時間信息也不會丟失(有后備電池或超級電容供電)。
功能集成:RTC時鐘芯片(YSN8563)集成了定時器、報警器、時鐘輸出、精準(zhǔn)時間戳等功能,為系統(tǒng)設(shè)計提供了便利、故障精準(zhǔn)定位。

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