bms高压互锁原理「高压互锁电路的作用」

今天带来bms高压互锁原理「高压互锁电路的作用」，关于bms高压互锁原理「高压互锁电路的作用」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

推荐：GSAuto联盟|三电技术专家委员会，初期仅对主机厂、Tirl1等公司新能源汽车三电研发管理制造方面人员、大学及科研机构等新能源汽车三电研究人员，现已招募330 人，主要分布在50 主机厂、20 Tirl1、大学、科研机构等三电研发管理岗位人员。智享大讲堂005期线下分享会【动力电池成本分析及趋势预测】开始报名，有意愿分享的个人或者企业请联系小编微信（GSAuto0001）或者邮箱（[email protected]）。正文共：4362字23图，预计阅读时间： 11 分钟。

BMS是电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。BMS实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，与外部设备如整车控制器交换信息，解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题。主要作用是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。通俗的讲，就是一套管理、控制、使用电池组的系统。

1高压电压概览

BMS硬件电路上面比较核心的部分就是高压电路，也是BMS设计上的难点与要点；电压一升高，不仅仅是一个数学意义上面的简单增加，实际带来很多种考量与要求。

那么，多高的电压是高压呢？

在国标18384中，定义了B级工作电路的概念，这个就是目前能遇到的动力电池实际的电压上限，也就是本领域内定义的高压。

BMS涉及到的高压功能电路有以下几种，下面一一罗列介绍。

1、 高压检测

这个功能就是总电压采样，它是最基本也是最重要的功能，目的是提供电池基本状态监测最基本的数据。

总电压采样的原理基本各个厂家都大同小异：使用电阻对电池包的高压进行分压，采集某个电阻上面分压之后的电压值，再换算成总电压值。

也有另一种检测方法：使用单体电压值进行累加，这个值更加精确。

这两种方法一般都会同时使用，实现冗余检测。

2、 绝缘检测

这个功能用来检测电池包的正、负极处对整车车身地之间的绝缘状态，目的是为了保证人的安全。

正常情况下，高压动力电池对车身地是完全绝缘的，但由于老化、使用环境恶劣等问题，可能会造成动力电池正极或负极对车身地形成漏电回路，造成车身带电，危害人身安全。

在国标GB/T 18384.1中也推荐了中检测的方法（如下图）：简单来讲，就是通过人为地增加已知阻值的并联电阻，通过列方程来计算得到；需要注意的是电池包对车身地的Y电容对检测时间的影响。

上面这种方法也叫电桥法，还有一种方法叫做脉冲注入法，后面有机会详细再探讨。

3、 继电器粘连检测

高压继电器是用来控制电池充放电的开关，这个粘连检测功能就是为了识别继电器是否存在故障，导致不可控（不能闭合或不能断开）。

检测的方法也是大同小异（下图来源于科列的专利），通过检测继电器前后的电压来识别其导通或者断开的状态；通常，总电压检测与粘连检测功能是合在一起的。但随着继电器数量的增加，检测电路与诊断逻辑越来越复杂，而且负极的继电器粘连检测也一直是个难点。

另外，继电器驱动电路前面有专门分享过它的低压部分的保护电路（见文末链接）。

4、 高压互锁

高压互锁功能前面有详细地专门写过一篇文章（见文末链接），这里不再赘述。

5、 总电流检测

总电流检测的功能看名字就知道是啥，实现方法主要有两种，一是使用霍尔传感器，二是使用分流器。

二者各有特点，其中，霍尔传感器又分了几种类型，例如磁通门，也是目前经常见到和使用的类型；分流器主要考虑其温漂和发热带来的精度和使用影响。

还有就是功能安全的考虑，该如何选取检测方法，如何设计硬件架构。

6、 高压上电预充

高压预充功能前面也有专门的写过，不赘述。

2高压互锁（HVIL）电路

高压互锁（High Voltage Interlock Loop）功能也是BMS上面的一个重要功能，其他高压控制器上面也会有这个功能，例如VCU等；它的作用是用来检测高压回路中高压连接器的连接状态，识别高压连接器未连接或意外断开的故障；如下图（图片来源于特斯拉诊断手册），图中红线的环路就是高压互锁环路，它把系统中的相关高压连接器全部串联起来，同时检测它们的连接状态。

HVIL的实现首先依靠连接器自身的结构。高压连接器在内部集成了HVIL接口。如下图所示（图片来源于网络），高压连接器除了自身的高压大电流接口外，还集成了一个HVIL接口；原理很简单，HVIL接口有两个PIN脚，当高压连接器插合后，两个PIN成短路状态；当高压连接器断开后，这两个PIN脚成开路状态。HVIL功能就是通过检测这两个PIN脚的通断来实现。

同样的，高压维修开关（MSD）也集成了HVIL接口，如下图（图片来源于网络）。

高压连接器中的HVIL接口与高压大电流接口在插入或拔出时，有个时间差，如下图所示；当连接器插入时，高压端子先接触，HVIL端子后接触，时间差为Δt1；当连接器拔出时，HVIL端子先断开，高压端子后断开，时间差为Δt2；这样的话HVIL端子就能确保高压端子已经可靠连接或提前预判其意外断开。

上面的两个时间差一般与插入或者拔出的速度有关，之前有大概测试过，Δt1大概有1s左右，而Δt2大概有100ms左右，时间不是很精确，但量级差不多。

接下来简单介绍HVIL检测电路，一般分为两种，直流源方案与PWM方案。如下图，左图为直流源方案简图，右图为PWM方案简图。在左图中，外部施加一个直流源在整个HVIL环路上面，通过检测V1V2处的电压，来诊断高压连接器状态；同理，在右图中，引入了一个可控的开关，同样还是检测V1V2处的电压，不过通过控制开关，可以得到两组值，用来识别出更多的状态；

实际的HVIL检测电路更复杂，首先要定好需要检测的故障类型，然后根据故障类型设计检测电路；故障类型有断路、短路到地、短路到电源、回路阻抗变大等。这一块可以去搜索专利，能搜到很多方案实现电路。

高压互锁诊断是作为一项重要的安全机制落在BMS的安全目标中的，一旦诊断出故障后，BMS要进入安全状态。这其中又要对整车场景进行细分，不同场景下、安全状态是完全不同的；例如充电场景、行车场景、启动场景，大家也可以去搜一下相关信息，介绍的很详细。

申请专家委员会群请添加群管理微信：GSAuto0001，仅限OEM/Tirl1三电核心研发人员，备注【三电】，投稿或者分享合作等请联系邮箱：[email protected]

智享大讲堂005期 开始报名分享主题：动力电池成本分析及趋势预测

1.电池包成本构成

2.电芯种类介绍

3.电芯生产工艺介绍

4.电芯原材料及原材料生产工艺介绍

5.原材料价格走势

6.电池价格走势预测

主办方：GSAuto汽车产业与技术联盟

协办方：GSAuto联盟|三电技术专家委员会

支持媒体：智享新动力、智享汽车圈、汽车行业信息共享圈、汽车测试网、汽车制造网、汽车校友联盟平台、电动汽车网等

人数：50人

时间：10月26日(周六) 09:30-12:00(2.5小时)

地点：上海

费用：300元/人（不含发票，含发票500元/人）

报名请联系：圈圈哥 微信号GSAuto0001或扫描下方二维码

推荐：三电技术专家委员会群友录

扫描下方群友录二维码，填写信息，获取贡献值，发布需求信息，人数超过500人。

声明：

1、新能源BMS授权发布，由动力君编辑，转载请联系授权。

2、文中观点仅供分享交流，不代表本公众号立场。

作者介绍：

胡摇扇，来自GSAuto联盟三电技术专家委员会委员

热门推荐

宝马纯电动汽车 i3（2016款）电机（Motor）、电控（PCU）

整车制造有四大工艺，那动力电池PACK制造有哪些工艺呢？

丰田混合动力Camry（凯美瑞）各车型电池及驱动系统 分析

新能源汽车核心——小白也能看懂的IGBT芯片工作原理

第一代到第三代采埃孚（ZF）8速自动变速器(8HP)对比分析

BMS里面的安规设计：电气间隙与爬电距离和绝缘要求

浅析BMS怎么选择合适的AFE及影响其采样精度的因素

当我们谈电池Pack线束设计评审时，我们谈些什么？

通用别克增程式电动汽车电驱动控制器（别克蓝）

特斯拉Model 3与Model X前驱控制部分硬件对比

本田FCV Clarity燃料电池汽车电堆结构深度解析

小设计大创新——电池模组中那些不起眼的设计

BMS之AUTOSAR基础软件层及操作系统介绍

为什么说电池PACK系统是一个复杂的系统？

宝马i8混合动力的前轴纯电驱动系统深度解读

采埃孚最新电动车2挡三合一电驱总成的“解读”

日产Note e-power驱动系统（串联混合动力）

浅析一种新型的电池PACK 箱体制造工艺

BMS电池管理系统之SOC和SOH算法开发

捷豹I-PACE的电池设计及模组拆解报告

本田燃料电池热管理系统小型化深度解析

浅析一种新型的电池PACK 箱体制造工艺

谈谈NHTSA动力电池BMS功能安全要求

你与电池专家的距离，就差这篇文章了

BMS电池管理系统之动力电池系统安全

“三合一”电驱系统可靠性试验研究与应用

别克VELITE 5增程式电动汽车变速箱解析

奥迪A3 e-Tron二合一电控系统分析

一文了解丰田HSD混动的“前世今生”

供应限制下的BMS相关器件替代选择

特斯拉Model3电机控制器硬件分析

解密燃料电池系统的技术路径有哪些

电动车三元锂电池成本明细及分析

电动汽车热管理性能开发关键技术

论电芯排布对模组成组效率的影响

一文了解氢燃料电池热管理系统秘籍

CATL车间电芯是怎么制造出来的？

宝马第五代edrive电驱动系统

2012款Nissan 聆风电机分析

2013款丰田凯美瑞PCU分析

2013款Nissan 聆风OBC分析

模组采样线短路之后会怎样？

奥迪Q7 e-tron动力系统介绍

荣威ERX5三电系统成本分析

福特蒙迪欧DCDC拆解分析

特斯拉Model3 电驱动系统

2012款Nissan聆风逆变器

BMS电池管理系统讲解

宝马i3电驱动拆解分析

内燃机还能走多远

别克VELITE 5增程式电动汽车变速箱解析

深度解析比亚迪第三代插电混动双模技术（DM3.0）

MEB平台首款车型大揭秘——设计资料，电池，产线视频

丰田Prius2017（四代）混动系统介绍及拆解高清视频

深度解析保时捷Taycan前后桥电驱动系统（保时捷官方高清大图）

通用别克“别克蓝”智能电驱系统关键技术和元器件分析

吉凯恩（GKN）扭矩矢量控制 驱动系统

【智享微课堂】001期一汽车增程器以及控制方法专利分享

丰田混合动力prius（普锐斯）各车型电池及驱动系统迭代对比分析

【智享微课堂】002期一新能源汽车智能增程器及控制方法专利分享

动力电池BMS涉及功能安全的开发流程

新能源电驱系统标准解读与拓展：GB/T 18488.1-2015电动车用驱动电机系统

经典纯电动电池PACK一览

欢迎加入专业技术讨论社区：

▼加入智享汽车圈知识星球，快速获取千份高质量汽车行业干货