怎樣才能做好動(dòng)力電池BMS2021-08-20 08:01
BMS(BatteryManagementSystem)電池管理系統(tǒng)，是電動(dòng)汽車(chē)核心（電池）中的核心。是對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控和管理的系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電壓、電流、溫度以及SOC等參數(shù)采集、計(jì)算，進(jìn)而控制電池的充放電過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，提升電池綜合性能的管理系統(tǒng)，是連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶。
國(guó)外公司BMS做的比較好的有聯(lián)電、大陸、德?tīng)柛?、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(lái)做，軟件功能更多，可靠性和精度也較高。國(guó)內(nèi)很多主機(jī)廠也都有自主開(kāi)發(fā)的BMS產(chǎn)品并應(yīng)用，前期在功能和性能上與國(guó)外一流公司相差甚遠(yuǎn)，但隨著國(guó)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(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)成功追趕甚至超越。
為啥目前國(guó)內(nèi)的BMS產(chǎn)品無(wú)法跟國(guó)外的相比呢？原因是多方面，其中優(yōu)秀的開(kāi)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(chē)控制器、充電樁、電池等系統(tǒng)都會(huì)有軟硬件方面的連接及交互，這就大大增加了BMS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的難度。如果要開(kāi)發(fā)一款優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品，開(kāi)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(duì)BMS開(kāi)發(fā)過(guò)程中的所有知識(shí)都要有系統(tǒng)的了解。
平時(shí)工作當(dāng)中有沒(méi)有這樣的感受：
做硬件開(kāi)發(fā)的不懂軟件；
做軟件開(kāi)發(fā)的不懂硬件；
做軟、硬件開(kāi)發(fā)的不懂測(cè)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(cè)試；
而作為客戶(hù)，電池廠、整車(chē)廠對(duì)BMS開(kāi)發(fā)知識(shí)了解也沒(méi)有那么深入；
這樣能開(kāi)發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品嗎？只有團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都相互了解、懂得，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
作為一個(gè)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(duì)BMS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)知識(shí)有個(gè)系統(tǒng)的了解。
這些知識(shí)包括哪些呢？電動(dòng)知家?guī)湍鲆粋€(gè)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(lái)越集成和復(fù)雜，其安全性也越發(fā)顯得重要。因此，對(duì)功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計(jì)思維。而ISO26262正是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)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(chē)行業(yè)廣泛推行。
2、新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)如何定義？新能源汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、新能源汽車(chē)高壓系統(tǒng)、新能源汽車(chē)附件在整車(chē)當(dāng)中的位置及作用？
3、控制策略開(kāi)發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開(kāi)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(chē)控制策略開(kāi)發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用，以及建模規(guī)范（MAAB）。
4、AUTOSAR汽車(chē)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR，即汽車(chē)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)（AutomotiveOpenSystemArchitecture），是一套支持分布式的、功能驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)電子軟件開(kāi)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(chē)企業(yè)、汽車(chē)電子企業(yè)等。
5、動(dòng)力電池基礎(chǔ)
開(kāi)發(fā)動(dòng)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(cè)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(jì)算法
動(dòng)力電池的很多參數(shù)具有非線(xiàn)性的特點(diǎn)，給電池的狀態(tài)評(píng)估和建模帶來(lái)了極高的挑戰(zhàn)，也因此成為動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)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(guò)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(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作包括硬件（電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測(cè)等）、軟件（系統(tǒng)算法、故障診斷等）的設(shè)計(jì)，需要考慮功能性和安全性。
9、動(dòng)力電池測(cè)試與驗(yàn)證
測(cè)試和驗(yàn)證是動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作的重要一環(huán)，在崗位中需要熟悉動(dòng)力電池的測(cè)試驗(yàn)證要求、標(biāo)準(zhǔn)，能夠制定測(cè)試計(jì)劃，并通過(guò)測(cè)試分析來(lái)改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
國(guó)外公司BMS做的比較好的有聯(lián)電、大陸、德?tīng)柛?、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(lái)做，軟件功能更多，可靠性和精度也較高。國(guó)內(nèi)很多主機(jī)廠也都有自主開(kāi)發(fā)的BMS產(chǎn)品并應(yīng)用，前期在功能和性能上與國(guó)外一流公司相差甚遠(yuǎn)，但隨著國(guó)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(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)成功追趕甚至超越。
為啥目前國(guó)內(nèi)的BMS產(chǎn)品無(wú)法跟國(guó)外的相比呢？原因是多方面，其中優(yōu)秀的開(kāi)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(chē)控制器、充電樁、電池等系統(tǒng)都會(huì)有軟硬件方面的連接及交互，這就大大增加了BMS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的難度。如果要開(kāi)發(fā)一款優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品，開(kāi)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(duì)BMS開(kāi)發(fā)過(guò)程中的所有知識(shí)都要有系統(tǒng)的了解。
平時(shí)工作當(dāng)中有沒(méi)有這樣的感受：
做硬件開(kāi)發(fā)的不懂軟件；
做軟件開(kāi)發(fā)的不懂硬件；
做軟、硬件開(kāi)發(fā)的不懂測(cè)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(cè)試；
而作為客戶(hù)，電池廠、整車(chē)廠對(duì)BMS開(kāi)發(fā)知識(shí)了解也沒(méi)有那么深入；
這樣能開(kāi)發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品嗎？只有團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都相互了解、懂得，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
作為一個(gè)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(duì)BMS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)知識(shí)有個(gè)系統(tǒng)的了解。
這些知識(shí)包括哪些呢？電動(dòng)知家?guī)湍鲆粋€(gè)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(lái)越集成和復(fù)雜，其安全性也越發(fā)顯得重要。因此，對(duì)功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計(jì)思維。而ISO26262正是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)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(chē)行業(yè)廣泛推行。
2、新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)如何定義？新能源汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、新能源汽車(chē)高壓系統(tǒng)、新能源汽車(chē)附件在整車(chē)當(dāng)中的位置及作用？
3、控制策略開(kāi)發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開(kāi)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(chē)控制策略開(kāi)發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用，以及建模規(guī)范（MAAB）。
4、AUTOSAR汽車(chē)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR，即汽車(chē)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)（AutomotiveOpenSystemArchitecture），是一套支持分布式的、功能驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)電子軟件開(kāi)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(chē)企業(yè)、汽車(chē)電子企業(yè)等。
5、動(dòng)力電池基礎(chǔ)
開(kāi)發(fā)動(dòng)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(cè)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(jì)算法
動(dòng)力電池的很多參數(shù)具有非線(xiàn)性的特點(diǎn)，給電池的狀態(tài)評(píng)估和建模帶來(lái)了極高的挑戰(zhàn)，也因此成為動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)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(guò)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(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作包括硬件（電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測(cè)等）、軟件（系統(tǒng)算法、故障診斷等）的設(shè)計(jì)，需要考慮功能性和安全性。
9、動(dòng)力電池測(cè)試與驗(yàn)證
測(cè)試和驗(yàn)證是動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作的重要一環(huán)，在崗位中需要熟悉動(dòng)力電池的測(cè)試驗(yàn)證要求、標(biāo)準(zhǔn)，能夠制定測(cè)試計(jì)劃，并通過(guò)測(cè)試分析來(lái)改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
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