怎樣才能做好動力電池BMS2021-08-20 08:01
BMS(BatteryManagementSystem)電池管理系統(tǒng)，是電動汽車核心（電池）中的核心。是對電池進(jìn)行監(jiān)控和管理的系統(tǒng)，通過對電壓、電流、溫度以及SOC等參數(shù)采集、計算，進(jìn)而控制電池的充放電過程，實現(xiàn)對電池的保護(hù)，提升電池綜合性能的管理系統(tǒng)，是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶。
國外公司BMS做的比較好的有聯(lián)電、大陸、德爾福、AVL和FEV等等，現(xiàn)在基本上都是按照AUTOSAR架構(gòu)以及ISO26262功能安全的要求來做，軟件功能更多，可靠性和精度也較高。國內(nèi)很多主機(jī)廠也都有自主開發(fā)的BMS產(chǎn)品并應(yīng)用，前期在功能和性能上與國外一流公司相差甚遠(yuǎn)，但隨著國內(nèi)電池和BMS技術(shù)的快速發(fā)展差距正在逐步縮小，希望不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)成功追趕甚至超越。
為啥目前國內(nèi)的BMS產(chǎn)品無法跟國外的相比呢？原因是多方面，其中優(yōu)秀的開發(fā)工程師匱乏是重要原因之一。雖然BMS系統(tǒng)本身不算復(fù)雜，但其與整車控制器、充電樁、電池等系統(tǒng)都會有軟硬件方面的連接及交互，這就大大增加了BMS產(chǎn)品開發(fā)的難度。如果要開發(fā)一款優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品，開發(fā)相關(guān)者（包括硬件工程師、軟件工程師、需求工程師、結(jié)構(gòu)工程師、質(zhì)量工程師等）就必須對BMS開發(fā)過程中的所有知識都要有系統(tǒng)的了解。
平時工作當(dāng)中有沒有這樣的感受：
做硬件開發(fā)的不懂軟件；
做軟件開發(fā)的不懂硬件；
做軟、硬件開發(fā)的不懂測試；
做質(zhì)量的和售前、售后、供應(yīng)鏈的就更不懂軟、硬件和測試；
而作為客戶，電池廠、整車廠對BMS開發(fā)知識了解也沒有那么深入；
這樣能開發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品嗎？只有團(tuán)隊中每個人都相互了解、懂得，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
作為一個BMS行業(yè)從業(yè)者或者欲從事BMS行業(yè)的朋友，如果準(zhǔn)備在所在崗位做的更加優(yōu)秀，能脫穎而出，你必須對BMS產(chǎn)品開發(fā)過程中的各個環(huán)節(jié)知識有個系統(tǒng)的了解。
這些知識包括哪些呢？電動知家?guī)湍鲆粋€系統(tǒng)的梳理。
1、IS026262功能安全標(biāo)準(zhǔn)
隨著電子電氣系統(tǒng)越來越集成和復(fù)雜，其安全性也越發(fā)顯得重要。因此，對功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計思維。而ISO26262正是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織專門針對汽車電子電氣系統(tǒng)制定的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)在汽車行業(yè)廣泛推行。
2、新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車與電動汽車如何定義？新能源汽車動力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、新能源汽車高壓系統(tǒng)、新能源汽車附件在整車當(dāng)中的位置及作用？
3、控制策略開發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開發(fā)的流程、規(guī)范及所需用到軟件工具、功能模塊。MATLAB/Simulink在汽車控制策略開發(fā)中的實際應(yīng)用，以及建模規(guī)范（MAAB）。
4、AUTOSAR汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR，即汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)（AutomotiveOpenSystemArchitecture），是一套支持分布式的、功能驅(qū)動的汽車電子軟件開發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案，目前AUTOSAR聯(lián)盟已經(jīng)包括寶馬、大眾、福特、豐田、BOSCH、大陸集團(tuán)等眾多汽車企業(yè)、汽車電子企業(yè)等。
5、動力電池基礎(chǔ)
開發(fā)動力電池管理系統(tǒng)需要了解電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、主要性能參數(shù)（例如額定電壓、額定功率、能量密度、功率密度等）及測試方法、電池基本特性（溫度特性、放電特性等）及分析方法。
6、電池建模及狀態(tài)估計算法
動力電池的很多參數(shù)具有非線性的特點，給電池的狀態(tài)評估和建模帶來了極高的挑戰(zhàn)，也因此成為動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)中，電池的熱特性是重要的考慮因素之一，因此需要通過研究電池的熱特性進(jìn)而在管理系統(tǒng)中搭建熱管理模塊。
8、電池管理系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作包括硬件（電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測等）、軟件（系統(tǒng)算法、故障診斷等）的設(shè)計，需要考慮功能性和安全性。
9、動力電池測試與驗證
測試和驗證是動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作的重要一環(huán)，在崗位中需要熟悉動力電池的測試驗證要求、標(biāo)準(zhǔn)，能夠制定測試計劃，并通過測試分析來改善系統(tǒng)設(shè)計。
國外公司BMS做的比較好的有聯(lián)電、大陸、德爾福、AVL和FEV等等，現(xiàn)在基本上都是按照AUTOSAR架構(gòu)以及ISO26262功能安全的要求來做，軟件功能更多，可靠性和精度也較高。國內(nèi)很多主機(jī)廠也都有自主開發(fā)的BMS產(chǎn)品并應(yīng)用，前期在功能和性能上與國外一流公司相差甚遠(yuǎn)，但隨著國內(nèi)電池和BMS技術(shù)的快速發(fā)展差距正在逐步縮小，希望不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)成功追趕甚至超越。
為啥目前國內(nèi)的BMS產(chǎn)品無法跟國外的相比呢？原因是多方面，其中優(yōu)秀的開發(fā)工程師匱乏是重要原因之一。雖然BMS系統(tǒng)本身不算復(fù)雜，但其與整車控制器、充電樁、電池等系統(tǒng)都會有軟硬件方面的連接及交互，這就大大增加了BMS產(chǎn)品開發(fā)的難度。如果要開發(fā)一款優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品，開發(fā)相關(guān)者（包括硬件工程師、軟件工程師、需求工程師、結(jié)構(gòu)工程師、質(zhì)量工程師等）就必須對BMS開發(fā)過程中的所有知識都要有系統(tǒng)的了解。
平時工作當(dāng)中有沒有這樣的感受：
做硬件開發(fā)的不懂軟件；
做軟件開發(fā)的不懂硬件；
做軟、硬件開發(fā)的不懂測試；
做質(zhì)量的和售前、售后、供應(yīng)鏈的就更不懂軟、硬件和測試；
而作為客戶，電池廠、整車廠對BMS開發(fā)知識了解也沒有那么深入；
這樣能開發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品嗎？只有團(tuán)隊中每個人都相互了解、懂得，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
作為一個BMS行業(yè)從業(yè)者或者欲從事BMS行業(yè)的朋友，如果準(zhǔn)備在所在崗位做的更加優(yōu)秀，能脫穎而出，你必須對BMS產(chǎn)品開發(fā)過程中的各個環(huán)節(jié)知識有個系統(tǒng)的了解。
這些知識包括哪些呢？電動知家?guī)湍鲆粋€系統(tǒng)的梳理。
1、IS026262功能安全標(biāo)準(zhǔn)
隨著電子電氣系統(tǒng)越來越集成和復(fù)雜，其安全性也越發(fā)顯得重要。因此，對功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計思維。而ISO26262正是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織專門針對汽車電子電氣系統(tǒng)制定的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)在汽車行業(yè)廣泛推行。
2、新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車與電動汽車如何定義？新能源汽車動力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、新能源汽車高壓系統(tǒng)、新能源汽車附件在整車當(dāng)中的位置及作用？
3、控制策略開發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開發(fā)的流程、規(guī)范及所需用到軟件工具、功能模塊。MATLAB/Simulink在汽車控制策略開發(fā)中的實際應(yīng)用，以及建模規(guī)范（MAAB）。
4、AUTOSAR汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR，即汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)（AutomotiveOpenSystemArchitecture），是一套支持分布式的、功能驅(qū)動的汽車電子軟件開發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案，目前AUTOSAR聯(lián)盟已經(jīng)包括寶馬、大眾、福特、豐田、BOSCH、大陸集團(tuán)等眾多汽車企業(yè)、汽車電子企業(yè)等。
5、動力電池基礎(chǔ)
開發(fā)動力電池管理系統(tǒng)需要了解電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、主要性能參數(shù)（例如額定電壓、額定功率、能量密度、功率密度等）及測試方法、電池基本特性（溫度特性、放電特性等）及分析方法。
6、電池建模及狀態(tài)估計算法
動力電池的很多參數(shù)具有非線性的特點，給電池的狀態(tài)評估和建模帶來了極高的挑戰(zhàn)，也因此成為動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)中，電池的熱特性是重要的考慮因素之一，因此需要通過研究電池的熱特性進(jìn)而在管理系統(tǒng)中搭建熱管理模塊。
8、電池管理系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作包括硬件（電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測等）、軟件（系統(tǒng)算法、故障診斷等）的設(shè)計，需要考慮功能性和安全性。
9、動力電池測試與驗證
測試和驗證是動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作的重要一環(huán)，在崗位中需要熟悉動力電池的測試驗證要求、標(biāo)準(zhǔn)，能夠制定測試計劃，并通過測試分析來改善系統(tǒng)設(shè)計。
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