4. Kernsoftwarefunktionen von BMS
l Messfunktion
(1) Messung grundlegender Informationen: Überwachung der Batteriespannung, des Stromsignals und der Temperatur des Batteriepacks. Die grundlegendste Funktion des Batteriemanagementsystems ist die Messung von Spannung, Strom und Temperatur der Batteriezellen. Diese Messung bildet die Grundlage für alle Berechnungen und die Steuerungslogik des Batteriemanagementsystems auf höchster Ebene.
(2) Isolationswiderstandsprüfung: Das gesamte Batteriesystem und Hochvoltsystem muss durch das Batteriemanagementsystem auf Isolation geprüft werden.
(3) Hochspannungs-Verriegelungserkennung (HVIL): Dient zur Bestätigung der Integrität des gesamten Hochspannungssystems. Bei einer Beschädigung des Hochspannungskreises werden Sicherheitsmaßnahmen aktiviert.
lSchätzfunktion
(1) SOC- und SOH-Schätzung: der zentrale und schwierigste Teil
(2) Ausgleich: Ausgleich des SOC x Kapazitätsungleichgewichts zwischen Monomeren durch einen Ausgleichskreis.
(3) Batterieleistungsbegrenzung: Die Eingangs- und Ausgangsleistung der Batterie ist bei unterschiedlichen SOC-Temperaturen begrenzt.
lWeitere Funktionen
(1) Relaissteuerung: einschließlich Haupt +, Haupt-, Laderelais +, Laderelais -, Vorladerelais
(2) Thermische Kontrolle
(3) Kommunikationsfunktion
(4) Fehlerdiagnose und Alarm
(5) Fehlertoleranter Betrieb
5.Kernsoftwarefunktionen von BMS
lMessfunktion
(1) Messung grundlegender Informationen: Überwachung der Batteriespannung, des Stromsignals und der Temperatur des Batteriepacks. Die grundlegendste Funktion des Batteriemanagementsystems ist die Messung von Spannung, Strom und Temperatur der Batteriezellen. Diese Messung bildet die Grundlage für alle Berechnungen und die Steuerungslogik des Batteriemanagementsystems auf höchster Ebene.
(2) Isolationswiderstandsprüfung: Das gesamte Batteriesystem und Hochvoltsystem muss durch das Batteriemanagementsystem auf Isolation geprüft werden.
(3) Hochspannungs-Verriegelungserkennung (HVIL): Dient zur Bestätigung der Integrität des gesamten Hochspannungssystems. Bei einer Beschädigung des Hochspannungskreises werden Sicherheitsmaßnahmen aktiviert.
lSchätzfunktion
(1) SOC- und SOH-Schätzung: der zentrale und schwierigste Teil
(2) Ausgleich: Ausgleich des SOC x Kapazitätsungleichgewichts zwischen Monomeren durch einen Ausgleichskreis.
(3) Batterieleistungsbegrenzung: Die Eingangs- und Ausgangsleistung der Batterie ist bei unterschiedlichen SOC-Temperaturen begrenzt.
lWeitere Funktionen
(1) Relaissteuerung: einschließlich Haupt +, Haupt-, Laderelais +, Laderelais -, Vorladerelais
(2) Thermische Kontrolle
(3) Kommunikationsfunktion
(4) Fehlerdiagnose und Alarm
(5) Fehlertoleranter Betrieb
6.BMS-Softwarearchitektur
lHoch- und Niederspannungsmanagement
Im Normalbetrieb wird das BMS von der VCU über ein 12-V-Kabel oder CAN-Signal aktiviert. Nachdem das BMS den Selbsttest abgeschlossen hat und in den Standby-Modus wechselt, sendet die VCU einen Hochspannungsbefehl. Das BMS steuert das Schließen des Relais, um die Hochspannungsverbindung herzustellen. Im ausgeschalteten Zustand sendet die VCU einen Niederspannungsbefehl und trennt dann die 12-V-Aktivierung. Wird die Pistole im ausgeschalteten Zustand zum Laden eingesetzt, kann sie über das CP- oder A+-Signal aktiviert werden.
lLademanagement
(1) Langsames Laden
Beim langsamen Laden wird die Batterie mit Gleichstrom geladen, der vom Bordladegerät der Ladesäule (oder einer 220-V-Stromversorgung) aus Wechselstrom umgewandelt wird. Die Ladesäulenspezifikationen liegen in der Regel bei 16 A, 32 A und 64 A und können auch über ein Haushaltsnetzteil geladen werden. Das BMS kann durch das CC- oder CP-Signal aktiviert werden. Es sollte jedoch sichergestellt werden, dass es nach Abschluss des Ladevorgangs normal schlafen kann. Der Wechselstromladevorgang ist relativ einfach und kann gemäß detaillierter nationaler Normen entwickelt werden.
(2) Schnelles Laden
Beim Schnellladen wird der Akku mit Gleichstrom vom DC-Ladegerät geladen. Dadurch kann eine Laderate von 1C oder sogar höher erreicht werden. In der Regel können 80 % des Akkus in 45 Minuten geladen werden. Das Laden erfolgt über das A+-Signal der Hilfsstromquelle des Ladegeräts.
lSchätzfunktion
(1) SOP (State of Power) ermittelt die verfügbare Lade- und Entladeleistung der aktuellen Batterie hauptsächlich durch Abrufen von Tabellen anhand von Temperatur und SOC. Die VCU bestimmt anhand des gesendeten Leistungswerts, wie das gesamte Fahrzeug genutzt wird.
(2) Der SOH (State of Health) beschreibt den aktuellen Zustand der Batterie und liegt zwischen 0 und 100 %. Fällt der Ladezustand unter 80 %, gilt die Batterie als nicht mehr nutzbar.
(3) Der SOC (State of Charge) ist der zentrale Steuerungsalgorithmus des BMS und beschreibt den aktuellen Restkapazitätsstatus. Er basiert hauptsächlich auf der Amperestunden-Integralmethode und dem EKF-Algorithmus (Extended Kalman Filter), kombiniert mit Korrekturstrategien (wie Leerlaufspannungskorrektur, Vollladekorrektur, Ladeschlusskorrektur, Kapazitätskorrektur bei unterschiedlichen Temperaturen und SOH usw.).
(4) Der SOE-Algorithmus (State of Energy) ist bei einheimischen Herstellern nicht weit verbreitet oder verwendet relativ einfache Algorithmen, um das Verhältnis der im aktuellen Zustand verbleibenden Energie zur maximal verfügbaren Energie zu ermitteln. Diese Funktion dient hauptsächlich zur Schätzung der verbleibenden Reichweite.
lFehlerdiagnose
Je nach Leistung der Batterie werden unterschiedliche Fehlerstufen unterschieden. BMS und VCU ergreifen bei unterschiedlichen Fehlerstufen unterschiedliche Verarbeitungsmaßnahmen, z. B. Warnungen, Leistungsbegrenzung oder direkte Hochspannungsabschaltung. Zu den Fehlern zählen Datenerfassungs- und Rationalitätsfehler, elektrische Fehler (Sensoren und Aktoren), Kommunikationsfehler und Batteriestatusfehler usw.
1.Kernsoftwarefunktionen von BMS
lMessfunktion
(1) Messung grundlegender Informationen: Überwachung der Batteriespannung, des Stromsignals und der Temperatur des Batteriepacks. Die grundlegendste Funktion des Batteriemanagementsystems ist die Messung von Spannung, Strom und Temperatur der Batteriezellen. Diese Messung bildet die Grundlage für alle Berechnungen und die Steuerungslogik des Batteriemanagementsystems auf höchster Ebene.
(2) Isolationswiderstandsprüfung: Das gesamte Batteriesystem und Hochvoltsystem muss durch das Batteriemanagementsystem auf Isolation geprüft werden.
(3) Hochspannungs-Verriegelungserkennung (HVIL): Dient zur Bestätigung der Integrität des gesamten Hochspannungssystems. Bei einer Beschädigung des Hochspannungskreises werden Sicherheitsmaßnahmen aktiviert.
lSchätzfunktion
(1) SOC- und SOH-Schätzung: der zentrale und schwierigste Teil
(2) Ausgleich: Ausgleich des SOC x Kapazitätsungleichgewichts zwischen Monomeren durch einen Ausgleichskreis.
(3) Batterieleistungsbegrenzung: Die Eingangs- und Ausgangsleistung der Batterie ist bei unterschiedlichen SOC-Temperaturen begrenzt.
lWeitere Funktionen
(1) Relaissteuerung: einschließlich Haupt +, Haupt-, Laderelais +, Laderelais -, Vorladerelais
(2) Thermische Kontrolle
(3) Kommunikationsfunktion
(4) Fehlerdiagnose und Alarm
(5) Fehlertoleranter Betrieb
2.BMS-Softwarearchitektur
lHoch- und Niederspannungsmanagement
Im Normalbetrieb wird das BMS von der VCU über ein 12-V-Kabel oder CAN-Signal aktiviert. Nachdem das BMS den Selbsttest abgeschlossen hat und in den Standby-Modus wechselt, sendet die VCU einen Hochspannungsbefehl. Das BMS steuert das Schließen des Relais, um die Hochspannungsverbindung herzustellen. Im ausgeschalteten Zustand sendet die VCU einen Niederspannungsbefehl und trennt dann die 12-V-Aktivierung. Wird die Pistole im ausgeschalteten Zustand zum Laden eingesetzt, kann sie über das CP- oder A+-Signal aktiviert werden.
lLademanagement
(1) Langsames Laden
Beim langsamen Laden wird die Batterie mit Gleichstrom geladen, der vom Bordladegerät der Ladesäule (oder einer 220-V-Stromversorgung) aus Wechselstrom umgewandelt wird. Die Ladesäulenspezifikationen liegen in der Regel bei 16 A, 32 A und 64 A und können auch über ein Haushaltsnetzteil geladen werden. Das BMS kann durch das CC- oder CP-Signal aktiviert werden. Es sollte jedoch sichergestellt werden, dass es nach Abschluss des Ladevorgangs normal schlafen kann. Der Wechselstromladevorgang ist relativ einfach und kann gemäß detaillierter nationaler Normen entwickelt werden.
(2) Schnelles Laden
Beim Schnellladen wird der Akku mit Gleichstrom vom DC-Ladegerät geladen. Dadurch kann eine Laderate von 1C oder sogar höher erreicht werden. In der Regel können 80 % des Akkus in 45 Minuten geladen werden. Das Laden erfolgt über das A+-Signal der Hilfsstromquelle des Ladegeräts.
lSchätzfunktion
(1) SOP (State of Power) ermittelt die verfügbare Lade- und Entladeleistung der aktuellen Batterie hauptsächlich durch Abrufen von Tabellen anhand von Temperatur und SOC. Die VCU bestimmt anhand des gesendeten Leistungswerts, wie das gesamte Fahrzeug genutzt wird.
(2) Der SOH (State of Health) beschreibt den aktuellen Zustand der Batterie und liegt zwischen 0 und 100 %. Fällt der Ladezustand unter 80 %, gilt die Batterie als nicht mehr nutzbar.
(3) Der SOC (State of Charge) ist der zentrale Steuerungsalgorithmus des BMS und beschreibt den aktuellen Restkapazitätsstatus. Er basiert hauptsächlich auf der Amperestunden-Integralmethode und dem EKF-Algorithmus (Extended Kalman Filter), kombiniert mit Korrekturstrategien (wie Leerlaufspannungskorrektur, Vollladekorrektur, Ladeschlusskorrektur, Kapazitätskorrektur bei unterschiedlichen Temperaturen und SOH usw.).
(4) Der SOE-Algorithmus (State of Energy) ist bei einheimischen Herstellern nicht weit verbreitet oder verwendet relativ einfache Algorithmen, um das Verhältnis der im aktuellen Zustand verbleibenden Energie zur maximal verfügbaren Energie zu ermitteln. Diese Funktion dient hauptsächlich zur Schätzung der verbleibenden Reichweite.
lFehlerdiagnose
Je nach Leistung der Batterie werden unterschiedliche Fehlerstufen unterschieden. BMS und VCU ergreifen bei unterschiedlichen Fehlerstufen unterschiedliche Verarbeitungsmaßnahmen, z. B. Warnungen, Leistungsbegrenzung oder direkte Hochspannungsabschaltung. Zu den Fehlern zählen Datenerfassungs- und Rationalitätsfehler, elektrische Fehler (Sensoren und Aktoren), Kommunikationsfehler und Batteriestatusfehler usw.
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yanjing@1vtruck.com +(86)13921093681
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Veröffentlichungszeit: 12. Mai 2023
