鋰電世界訊,與小型電子設(shè)備(如手機(jī)、便攜式電腦等)不同,電動車所需要用到的電池?cái)?shù)量通常較多。例如,一臺設(shè)計(jì)時速為120km/h的五座純電動乘用車可能搭載一臺工作電壓為300V以上的電動機(jī),相應(yīng)地需要配置一個由100塊左右的磷酸鐵鋰電池所組成的電池組(這里僅考慮電池串聯(lián)的情況,如果再考慮并聯(lián),則電池?cái)?shù)量還應(yīng)該更多),此時就有必要對電池管理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
在電池管理系統(tǒng)中,硬件電路通??杀环譃閮蓚€功能模塊,即電池監(jiān)測回路(簡稱BMC)和電池組控制單元(簡稱BCU)。研究電池管理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),需要分兩個層面來進(jìn)行:其一,BMC與各個單元電池之間的拓?fù)潢P(guān)系;其二,BCU與BMC之間的拓?fù)潢P(guān)系。
BMC與各個單元電池之間的拓?fù)潢P(guān)系可分為以下兩種。
1.一個BMC對應(yīng)一個單元電池
在實(shí)際工作中,可以為每一個單元電池配置一塊單獨(dú)的監(jiān)控電路板,對電池的電壓、電流、溫度等物理量進(jìn)行監(jiān)測,如圖所示。

圖中,BMC電路板負(fù)責(zé)對電池的電壓、溫度、電流等信息進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)需要,可以在BMC中加入通信及均衡控制功能,以便向BCU報(bào)告有關(guān)信息,并通過旁路電阻的方式對所管轄的單元電池實(shí)施能量耗散型的均衡管理。
有時候,可以把這樣的BMC電路板封裝到動力電池單元內(nèi)部構(gòu)成“智能電池”,即單元電池本身具備一定的自治功能。這種“一對一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的好處在于:BMC與單元電池的距離較短,在一定程度上能減少采集線路的長度及復(fù)雜度,采集精度高,抗干擾性好。
然而,其缺點(diǎn)為電路板的相對成本較高;同時,由于電池管理系統(tǒng)的工作電源往往由被監(jiān)控的動力電池所提供,因此,可能使得整個電池管理系統(tǒng)的能耗相對更大。
2.一個BMC對應(yīng)多個單元電池
與“一對一”方式相對,另一種電池監(jiān)測的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為一個BMC管理多個動力電池,如圖所示。

圖中,一塊BMC電路板負(fù)責(zé)對多個單元電池的信息進(jìn)行監(jiān)測。這種結(jié)構(gòu)與“一對一”方式相比,由于電路板由多個動力電池所共享,因此平均成本較低。然而,從圖中可見,由于采集線路較長,可能導(dǎo)致連線的復(fù)雜度較高,抗干擾性相對較差。同時較長的采集線路有可能降低了電壓采集的精度,并且由于線材的成本也會導(dǎo)致這種結(jié)構(gòu)的實(shí)際成本增加。