一、BMS开发

        最近在看被某大厂奉为四大名著之一的《高效人士的七个习惯》，其中有条是要养成记录的习惯，一方面作为记忆，另一方面还能对碎片化的知识点进行梳理。更主要的是自己在这方面也比较欠缺，借此也能锻炼一下。

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        BMS-BatteryManagementSystem,电池管理系统，能够对电池（组）进行监控和管理，通过实时采集电池电压、电流、温度等参数，同时接收上层控制器（VCU、EMS等）下发的控制需求，计算或控制当前电池的最优充放策略，提升电池系统的安全和性能。

        BMS有分体式和集中式两种结构，区别就是采样部分独立与否，各有优劣。

BMS硬件

1、AFE采样

      主流的AFE采样芯片：LTC68XX、MC33771、Max17823,除此之外还有TI的BQ76xxx以及其他比较小众的芯片。

厂家	ADI-LTC	NXP	MAX	TI
型号	LTC6811/3	MC33771	MAX178X3	bq76pl455
采样通道	4~12	7~14	3~12	6~16
通讯方式	SPI-菊花链	SPI-菊花链	UART-菊花链	UART
精度	±1.2mV	±2mV	10mV	±4.25mV
温度范围	-40~125	-40~105	-40~125	-40~105
温度采集数	5	7	2	8
分辨率	16bit	13~16bit	14bit	14bit
全部采集时间	290uS	40uS	142uS	2.4mS

2、12V电源

        乘用车小电瓶都是12V，商用车大多都是24V，而且车载控制器的电源输入范围9~16V的标准要求，再加上输入级的防反、防短以及滤波，主要还是考虑EMC方面的设计

        目前大多使用的是SBC，带诊断、通讯、唤醒、LDO等功能的集成电源芯片。例如：NXP的FSx500系列，如果是DC/DC芯片，考虑开关频率、纹波干扰等还要在输出端增加LDO或滤波措施。

3、CAN接口

        常用的TJA1XXX，有隔离型和非隔离型，车载一般都是和车身共地的，隔离的意义不大，而且非隔离的要便宜许多。有些控制器是需要高压上电后才工作的，实际是这部分功能电路的电源来自于母线电压，这时候就需要进行隔离，比如一些电机控制器。

 常见的CAN接口基本由限流电阻、共模电感、滤波电容、TVS组成。

4、高低边驱动

      控制继电器开闭，有的高、低边双控，有的只控低边，主要是选型，国内能选到但不一定能买到，这个可以看芯片商推荐。 

5、电流检测

     分流器和霍尔两种，各有优劣。

     分流器其实就是一段电阻，受温漂影响精度，而且采样的参考点是高压地，一般需要隔离，差分运放+ADC采集+接口隔离器件的方案。

     霍尔传感器精度高，自带隔离，输出数字信号的更好，可以直接接入MCU。 

6、高压采集

        采集电池动力输出口电压，乘用车一般400V左右，基本上是分压+ADC+隔离的方案，有意思的地方是要采样4路高压，目的是检测主正主负继电器粘连（还有预充），不过现在都开始选用带触点反馈的继电器了，这样可以简化高压采样电路。

        商用车大概600-800V，原理一样，注意电路板的爬电距离。

7、绝缘检测

        有电桥法和低频注入法，其中电桥法是有标准推荐的。

        电桥法：有平衡桥和不平衡桥，一个系统某个时刻仅允许一个检测存在，所以上下桥臂都有继电器控制。

        低频注入法：向车身地发送低频交流信号，可以是正弦或方波，然后再母线分支回采，中间有多级信号处理电路，调试比较麻烦，但是不影响多个设备间的连接。

8、互锁回路

      目的是检测高压插件是否连接好，原理是高压接插件上有两触点接入BMS，这两触点在接插件断开的时候是断开的，然后BMS给其中一个触点发送信号，如果接插件对接状态，那么从另一个触点会返回发出的信号。

      信号幅值一般是12V，如果是5V或3.3V，经过线束压降、干扰可能误检，多数都采用固定占空比的PWM信号，推挽输出实现。

9、碰撞信号

        就是几Hz、幅值12V且在正常情况是一固定占空比的的PWM信号，在车辆发生碰撞后，改变信号占空比，经过电阻分压或者运放比例电路进入MCU引脚，不一定要求BMS具备。

10、充电接口信号

        按照国标要求的接口电路和控制时序。

交流充电接口：

 直流充电接口：

11、外部存储及时钟

        如果有整车Tbox总线授时，可以省掉时钟。

        外部存储一般是EEPROM，存储故障记录、标定参数等，可以按字节修改。而像SOC计算修正的一些参数放到内部FLASH，可以更快的读取出来，因为车辆上电后，每个控制器都有严格的初始化时间要求。

12、低压检测、唤醒

        检测VCU发来的唤醒信号、小电瓶电压监测以及自身其他电源的检测，一般都是IO口或者MCU内部AD实现，注意端口的防护即可。

13、EMC

        BMS大约要做这些测试，除却PCB布局、滤波、防护等因素，主要是电源部分、所用的一些隔离器件以及抗扰试验中对电流采样的影响。layout的时候，一些关键点要预留出R\C\L的位置，以便能够根据试验结果调整各点器件参数。

        例如根据辐射发射的试验结果发现过限点在180MHz附近，那么就要找到电路板的哪个器件的倍频或分频与结果一致，做出相应的整改措施。

BMS软件         

        BMS软件和其他ECU一样，目前基本都要遵循AUTOSAR架构要求，储能系统除外，关于AUTOSAR架构还没有具体接触，以前开发的时候还没有被要求，据说Vector和EB公司有整套的开发工具链，其中，Vector中的DaVinciDeveloper和DaVinci ConfiguratorPro以及EB的TRESOS。

1、应用层

        应用层不管是模型开发还是直接C开发，与下层的接口都一样。

        状态控制：电池包的上下电控制

        其中上电是在BMS收到VCU的唤醒信号并且初始化完成后，自检通过后，根据VCU指令闭合继电器的过程。

        下电是根据VCU指令断开继电器，先正后负，如果在上电过程有充电信号，也会先执行下电流程，再进入充电流程。

        此任务在第一优先级梯队里，外部输入VCU发来的硬线唤醒、CAN通讯的模式状态位，输出BMS状态。

        交流充电：

        根据CC、CC2信号判断是直流还是交流，之后按照国标要求。

        直流充电：

        按照国标要求。

        热管理：

        监控动力电池系统温度，通过控制冷却/加热循环对系统温度进行控制，使其时刻工作在合理的温度范围内。当温度异常时，BMS能够报出热管理相应故障。

        升温方式是加热膜，降温方式是水冷。模块的输入参数主要是水冷系统进出口温度、电芯温度、加热膜温度等。

        电池状态4S：

        SOC、SOH、SOE、SOP。

        故障诊断：

        故障分三个或四个等级，严重程度不一，这部分的输入较多，输出故障码，通过CAN预警或者直接执行，BMS系统至少有一百项以上的故障定义，也在第一优先级任务梯队里。

        均衡控制：

        根据定义的单体压差阈值判断是否开启均衡，AFE在均衡上有多种控制方式，但均衡电流太小，感觉是可有可无的，而且乘用车用的A类电芯一致性还是非常好的，所以这块一般就是将最高单体电芯进行被动均衡。

        标定：      

        大概是系统电流、电压的校准、电池系统串数、电芯类型等配置，有整车级的CCP标定协议。

2、RTE层

       通过RTE实现应用层与基础软件之间的通信，不过软件组件之间必须有标准的AUTOSAR接口，这部分还没涉及到。

3、基础软件层BSW

        通用组件，和产品业务联系不大。

        服务层：

        提供给应用程序可用的服务，包括UDS诊断、CCP标定等。

关于UDS专门写了一篇~~

(2条消息) UDS诊断服务0-1_记性不好的JJ的博客-CSDN博客

        ECU抽象层：

        作用是分离上层和MCU驱动层，还没研究AUTOSAR是怎么做的，我的理解就是将MCU的驱动再“套娃”一层标准的接口，例如使能一个IO唤醒信号，void Wakeup_EN(){//具体的IO控制}

        微控制器抽象层：

        使上层软件与微处理器型号无关，就是MCU的驱动。

        复杂驱动层：

        没有用到。