BMS3.0电池管理系统用户手册

1、bms3.0电池管理系统 bms3.0电池管理系统 用户手册 前 言 非常感谢您选择了本公司bms3.0电动汽车电池管理系统（bms：battery management system），为了使您能够更好地安装、使用和维护本产品，请在安装和使用前仔细阅读本用户手册（以下简称手册）。 bms3.0是本公司推出的新一代电池管理系统，能为各类动力锂电池组提供完善的保护，可实现对电池组电压、电流、温度等多种电池参数的高精度在线检测，对各种故障实时报警并采取应急措施，精确动态估计电池组的剩余容量，可同时控制多路大电流的电池均衡，并具备可选的充放电控制功能。 bms3.0同时提供与充电器、电机控制器等车载

2、系统的can总线接口，实现协议的共享，并提供多种可选的显示单元解决方案。 1.1本手册内容 本手册由7大章节、2个附录构成。 1 前言：介绍本手册的内容、结构。 2 bms3.0能量管理系统介绍：系统各模块的功能简介。 3 系统的安装：系统各模块的安装尺寸和安装方法。 4 系统的配线：系统所需线束的规格和参数。 5 触摸屏使用与参数设置：触摸屏软件使用及bms参数设置。 6 故障诊断：系统常见故障和排除方法。 7 日常保养及维护：系统各模块的日常保养和定期维护。 8 服务指南 10 附录a 产品常见异常说明 11 附录b 系统配件清单 1.2 提示 本手册包含客户必须掌握的重要信息，如客户未严

3、格按照本手册指引来安装、使用和维护本产品，本公司将不承担相关后果或责任。 1.3 声明 为求准确，本手册已经过验证和复审。本手册包含的指导和描述对bms3.0能量管理系统是准确的， 但是由于技术的改进，以后的bms3.0能量管理系统及手册可能变动，恕不另行通知。bms3.0 产品突出优势 高准确率采用独有卡尔曼滤波算法（soc的 估算非常精确，误差8%）； 高精确度基于独有d-filter 算法高精度采集系统，系统参数（动态电池电压、电流等）采集误差均在 0.2% 以内；电压采样精度5mv（-2085），电流采样精度0.5a，温度采样精度0.5； 高安全性双重隔离电路及主动保护技术、强电安全、

4、电磁兼容设计、多重主动保护技术（全面的安全管理和控制系统）； can 总线通讯功能可实现与整车控制器和电机控制器之间的can 总线通讯，实时提供电池的soc、电池的最大允许放电电流，优化电池能量使用； 高效均衡领先的高频开关电路与温度保护技术（电池智能均衡技术）的使用，可同时控制多路电池均衡， 均衡电流达到1a，并设置温度、均衡失效等多重保护，确保均衡稳定可靠； 强电控制将强电控制和主控模块独立设计，独立的强电控制盒可将高压控制与系统主控部分分离，避免串扰，提高电磁抗干扰能力，保证系统可靠运行； 系统上电自检系统上电后对电压、温度、通讯、显示等功能进行自动检测，保证系统自身的工作正常。 上位机

5、通讯和数据存储通过rs485接口与上位机进行通讯，并有显示屏上自带的存储设备将电池组实时信息记录下来，方便分析电池组数据； bms3.0产品典型应用 n 电动轿车专用系统 在混合动力和纯电动轿车中，bms是整车电控系统的重要组成部分，bms通过can总线与整车控制器、智能充电器、仪表进行通讯，对整车系统进行安全、可靠、高效的管理。整车控制器通过can总线读取bms数据，进而由电机控制器控制电机，并将数据显示在仪表盘上，同时bms与智能充电器进行通讯。 典型的混合动力和纯电动轿车的bms，主要由1个主控模块，n个数据采集模块组成。 n 技术特点： n 强大的通讯功能：通过can总线与整车控制器及

6、整车仪表进行通讯,实时显示汽车运行时的各种参数； n 完善的系统自检功能：bms 设置了强大的系统自检功能，系统上电后对电压、温度、通讯、显示等功能进行自动检测，保证系统自身的工作正常； n 可靠性高：系统通过can总线及高压继电器来控制充放电，并通过emc测试、高低温老化、振动实验等，保证系统可靠运行； n 数据存储与分析：系统配备数据存储模块,可实时记录并存储汽车运行时各项关键数据,同时配备上位机软件,可完成与pc机之间的智能通讯； n 均衡电流大：可同时控制多路均衡，均衡电流达到1a，国内为数不多达到安培级均衡电流的厂家。 n 电动大巴专用系统 对于混合动力和纯电动大巴而言，bms的抗干

7、扰能力至关重要。在大巴运行过程中，强烈的电磁干扰会影响bms的正常工作，为了从根本上解决这个问题，bms3.0能量管理系统将强电控制部分和弱电部分分开，有效地屏蔽电磁干扰对系统正常运行的影响。通讯方式均采用了汽车标准can通讯协议，从而显著提高了系统的安全性、可靠性和高效性。 典型的混合动力和纯电动大巴的bms，主要由1个主控模块，n个数据采集模块和1个强电控制模块组成。 n 微型车及储能项目专用系统 微型车系列电池规格主要有48v、72v和96v。48v能量管理系统是由1个主控模块和1个数据采集模块组成（每个数据采集模块最多能采集16串单节电芯），72v和96v能量管理系统均是由1个主控模块

8、和2个数据采集模块组成。能量管理系统通过总线与主控模块进行通讯和控制，并与电机控制器、充电器进行can通讯，将电机转速及故障发送给主控模块，储能项目的控制原理与此相同，我们会根据客户的实际需求精心设计。n 技术特点： n 强大的通讯功能：通过can总线控制充放电回路，同时通过can总线，与整车仪表盘进行通讯； n 可靠稳定：系统通过emc测试、高低温老化以及振动实验等，保证系统可靠运行。 安全指导 n 安全标记说明： 危险：由于没有按要求操作造成的危险，可能会导致火灾、人身严重伤害，甚至死亡。 注意：由于没有按要求操作造成的危险，可能会导致人身中等程度的伤害或轻伤，以及发生系统损坏。 请用户在

9、安装、使用和维修本系统时，仔细阅读本章，务必按照本章内容所要求的安全注意事项进行操作。如出现因违规操作而造成的任何伤害和损失均与本公司无关。 用途 危险l 本系列管理系统必须用指定的电压供电，否则可能造成系统损坏。l 本系列管理系统用于电池组信息的监控和管理，不能作为它用，否则可能引起系统故障或火灾到货检验 注意l 若发现系统受损或缺少部件则不可安装，否则可能发生事故。l 装箱单与实物名称不符时，请不要安装并及时和本公司取得联系（见本手册第八章：服务指南）安装 注意l搬运、安装时，请轻抬轻放，以免砸伤脚或损坏产品。l本系统要远离易燃物体，远离热源。l安装本系统时切勿将杂物落入其内部，否则可能引

10、起系统的故障。 接线 危险l必须由合格的电气工程人员进行接线工作，否则有触电或损坏系统的危险。l接线前必须确定电源处于断开状态，否则有触电或火灾的危险。 注意l严格按照数据采集模块地址序号进行安装，否则采集到的数据和触摸屏显示不对应。l确认电池串数是否与数据采集模块串数是否相同，否则可能导致采集数据不完整。l确认电压检测排线线束接线顺序是否正确，否则可能导致系统损坏。l确认控制继电器接线是否正确，否则可能导致系统和电池组损坏。l确认电源正负极接线是否正确，否则可能导致系统损坏。 运行 危险l所有模块和控制台正确连接后方可通电，通电状态下严禁拔插线，否则有触电的危险。l设置页面的参数不可轻易更改

11、，否则可能对电池造成损坏。 注意l运行前，请确认本系统是否在允许使用的范围内，否则可能引起系统的损坏。l运行前，请确认系统控制策略是否正确，否则可能导致电池损坏。 维护检查 危险l如果要拆卸外壳，请务必断电，否则有触电的危险。l线路板有大量芯片，请勿用手触摸，以防静电损坏线路板。l请指定合格的电气工程人员进行维护、检查或更换部件。 其他 危险l禁止自行改造本系统，以免造成严重事故。 目录第一章 bms3.0电动汽车能量管理系统介绍 . p.9 1.1 产品结构 . p.9 1.2 功能简介 . p.91.3 技术规格参数 . p.91.5 主控模块 . p.10 1.6 数据采集模块 . p.

12、111.7 电流传感器. p.111.8 触摸屏 . p.12第二章系统的安装 . p.13 2.1 产品外形和安装尺寸及重量 . p.13 2.2接口说明 . p.162.3 系统接线图. p.172.4 数据采集模块接线说明 . p.18 2.5 主控模块接线说明 . p.19 2.6 安装环境和要求 . p.20 第三章系统的配线 . p.21 3.1 线缆种类 . p.21 3.2 线缆图示 . p.22 3.3 线缆数量 . p.23 第四章触摸屏使用与参数设置 . p.24 4.1 参数释义 . p.24 4.2 触摸屏主界面 . p.25 4.3 bms 参数配置 . p.25

13、4.4 电池单体信息显示 . p.26 4.5 充电器信息显示 . p.26 4.6 充电控制 . p.27 第五章故障诊断 . p.28 5.1 故障及告警信息列表 . p.285.2 故障诊断流程 . p.29第六章日常保养及维护 . p.30 第七章服务指南 . p.31 7.1 联系方式 . p.31 附录 a 产品常见异常说明 . p.32 附录 b 系统配件清单 . p.34 第一章 bms3.0 电池管理系统介绍1.1 产品结构 bms3.0 电动汽车能量管理系统（以下简称 bms3.0系统）采用了分布式总线结构，由一个主控模块和多个数据采集模块、带存储设备的触摸屏（可选）、数据

14、存储模块（可选）、电流传感器以及线束组成。 1.2 功能简介bms3.0 系统的数据采集模块有采集本箱体内电芯的电压、箱体温度等数据的功能，并对电芯进行均衡。主控模块收集数据采集模块的数据，对电池组数据进行集中分析和处理，根据电池组的运行状况，进行报警和控制。同时，主控模块还完成电池组工作电流的测量、电池组与车身之间的绝缘监测、充放电控制，综合利用电池组的数据进行 soc 估计和离散性评价。bms3.0 系统不仅具有强大的数据通讯功能，实现与整车控制器及电机控制器之间的 can 总线通讯，还可实时地提供电池的 soc、电池的最大允许放电电流值，优化使用电池能量，实现系统与车载仪表之间的通讯，显

15、示电池详细数据。当电池组或能量管理系统出现故障时，提示司机进行相应的应急操作。充电状态时，充电器作为 can 总线上的一个节点，介入整车 can 总线网络，提取能量管理系统发给充电器的数据，实时地更改充电方式，防止电池的过充电。1.3 技术规格参数种类单位规格备注电压采集范围v05电压采集精度mvva%5总压精度v1电流采集精度a0.5500a 电流传感器soc 精度%95在恒流充放电状态下温度采集精度0.5温度采集范围-40125均衡电流a1主控 工作功耗ma301 个 主控 模块从控 工作功耗ma300带 3.5 寸触摸屏工作输入电压vdc 24v存储温度-45125充器控制方式can 总

16、线控制方式、继电器控制方式根据实际情况确定放电控制方式can 总线控制方式、继电器控制方式、开关信号控制根据实际情况确定 1.4 主控模块n功能usoc 估计：采用先进的卡尔曼滤波 估计算法，对 soc 进行精确动态估计。u电流检测：通过霍尔电流传感器实现对电池组充放电过程中的电流的实时检测。u can 总线通讯：主控模块具有 2 路 can 接口，用于同整车控制系统（ecu）或其他 can 总线收发单元进行通信。可通过 can 总线将电池组的总压、总电流、soc、故障等信息实时传送到 ecu 或其他 can 总线收发单元。u 显示及报警：将电池组的各种信息（电压、电流、温度、soc、充电状态

17、、充电器故障等）实时在触摸屏上进行显示，出现故障时，蜂鸣器对用户发出报警提示，触摸屏上同时显示具体故障类型。u 与上位机通讯：通过 usb 接口与上位机进行通讯，将主控模块中电池故障信息保存下来方便对电池组进行数据分析。u 系统自检：bms 设置了强大的系统自检功能，系统上电后对电压、温度、通讯等进行检测，保证系统自身工作正常。n主控模块参数项目性能概要工作电压dc 24v电流检测范围0500a电流检测精度0.5asoc估算精度95%显示单节电压、箱体温度、总压、总电流、最高最低电压及编号、充放电状态、过充报警提示、欠压报警提示、 过放报警提示、过温度报警提示；报警级报警：控制台上出现提示报警

18、信息，不采取控制措施：l单体电压3.0v；级报警：控制台上出现提示报警信息和蜂鸣声，切断充放电回路：l单体电压2.5v 或单体电压3.9v；延迟：5-30s；l箱体温度75；充电控制方式通过 can 总线和继电器控制：l当单节电芯电压3.4v 时，与充电器进行 can 通讯，电流按二次平方曲线逐渐减小；l当单节电芯电压3.9v 时，延时 520s 后，切断充电器输出；l当单节电芯电压4.2v 时，延时 520s 后，切断继电器；l当单节电芯电压3.4v 时，充电器可以继续充电；l当箱体温度75时，充电器不充电或切断充电回路。放电控制方式通过 can 和高压继电器来控制电池的过放：l如果带 ca

19、n 通讯，当单节电芯3.0v 时，减小电机功率输出；l当单节电芯2.5v 时，延时 510s 后，切断电机输出功率；l当单节电芯2.0v 时或 can 总线出问题时，延时 510s 后，用高压继电器切断回路；l当电池箱体温度75时，切断放电回路；l如果不带 can 通讯，当单节电芯2.5v 时，延时 510s 后，切断电机输出功率。注）*表格内所有保护参数均可配置。 1.5 数据采集模块n功能数据采集模块与电池组连接，外带温度传感器，用于采集电池的电压、箱体内的温度等信息。一个数据采集模块可采集1至 16 节的电芯。每个数据采集模块上均带有两个或多个温度传感器。数据采集模块同时还具有均衡功能，

20、充电时当电池箱体内某节单体电池的电压达到 3.40v，且电池压差在 20mv 到 800mv 之间时均衡将自动开启，每个数据采集模块最多可以同时2路均衡。数据采集模块需通过外部的 24v（18v30v 自适应）为其提供工作电源，它将采集到的电池电压、箱体温度等信息通过总线传输到主控模块。电压、箱体温度等信息通过总线传输到主控模块。u单节电芯电压检测：通过对串联单体电压进行隔离放大，实现对各个单体电压的实时检测。u温度检测：在电池模组的箱体内放置多个温度探头（28 个温度传感器），实现对箱体温度的实时检测。u总线通讯：通过数据采集模块的 rs485总线或者 can 通讯将电池组内各单体的电压、箱

21、体温度以及其它信息传送到主控模块。u均衡功能：可以按照协定的均衡管理控制策略对电芯进行均衡管理功能，提高单节电芯的一致性，提高整组电池的使用性能。n 数据采集模块参数 项目参数备注每个数据采集模块116 串工作电压dc 24v电压采集范围05v单体电压采集精度5mv温度采集范围-40125温度检测精度0.5通讯接口rs485 或 can电压采样周期200ms1.6 电流传感器n 功能 本系统的电流传感器为霍尔开环电流传感器，电流检测范围 0500a，具体参数有50a ，200a ，300a ，500a 不等，视客户具体需要而定。1.7 触摸屏n功能：触摸屏是显示系统运行状况的人机交互界面，所有

22、型号都按照工业标准设计，适合在各种环境中使用。触摸屏的显示界面可以显示系统的各种运行参数及故障情况。n状态说明：触摸屏的运行状态指示灯包括电源（pwr），运行（run），通讯（com）三个指示灯。触摸屏通电时电源指示灯（pwr）是常亮；指示灯（run）是常亮的黄色表示控制台正常运行；运行指示灯（run）不亮表示控制台故障；已经连接上 bms 时，通讯指示灯（com）是闪烁的黄色。u 下表为触摸屏各个情况下三个 led 灯的显示状态：设备状态绿灯 led（pwr）黄灯 led(run)黄灯 led（com）无电源 电源接通 显示屏工作正常 与连接设备发生通讯 led 灭 led 亮 闪烁n 显示

23、屏选型表 项目 序号 参数 备注 显示屏型号 1 3.5 寸 暂不带存储 2 4.3 寸 带u盘存储 3 5.7 寸 暂不带存储 4 7 寸 带u盘sd卡存储第二章 系统的安装2.1 产品外形和安装尺寸及重量 n 主控，数据采集模块 主控模块外壳的侧视图（数据采集模块与主控安装尺寸一致） 主控模块外壳的俯视图（数据采集模块与主控安装尺寸一致） n电流传感器 n 触摸显示屏 4.3寸显示屏尺寸 7 寸显示屏n 重量 序号名称数值（kg）1主控模块0.64kg2数据采集模块0.73kg3显示屏3.5寸 0.19kg4.3寸 0.3kg5.7寸 0.5kg7寸 0.6kg2.2 接口说明n 主控模块

24、接口：ps：供电电源输入接口； c-can：can 接口；d-can：can 接口； bus：通讯总线接口； lcd：显示屏接口；ida：电流采集接口； do：放电控制口；co：充电控制口； n 数据采集模块接口bus： 通讯总线接口； ps：供电电源输入接口；vda：电压采集接口；tda：温度采集接口。2.3 系统接线图 2.4 数据采集模块接线说明 n 电压检测排线线束连接（以16 串为例） u b1+接第一节电池的正极（红色线）； u b1-b15-依次接到串联的各节电池的负极（黑色线）； u b16-接最后一节电池负极（绿色线）电压检测排线线束与电池的连接实例图n 把温度传感器固定到电

25、池组上 n 将电压检测排线线束和温度检测排线线缆插到数据采集模块上 n 串行通信总线的连接 串行通信总线为数据采集模块与主控模块的通信介质，本系统采用3 芯屏蔽线作为通信线缆，3 芯 16 的航插作为通信传输介质。连接实物图及示意图分别如下：2.6 主控模块接线说明n 连接电流传感器 电流传感器穿在电池组输出正极或负极的回路线缆上，有两种接线方式，如下图（注意电流传感器上的箭头指向）： 电流传感器安装的连接示意图n 连接继电器控制线 n 连接can通讯线注意：1. 确认can总线“h”、“l”不能接错，红线是h,黑线是l,否则can总线与其他设备不能通讯 ！ 2. 确认can总线匹配电阻是否正

26、确，否则 can总线与其他设备不能通讯！n 连接触摸屏和主控间的通讯线 注意：1.触摸屏的通讯线接口（db9接头）接控制台的com1通讯接口上，如果接到com2接口上，显示触摸屏通讯中断 ！ 2.触摸屏电源正负极不能接反，如果正负极接反，将烧坏触摸屏！ 3.触摸屏是dc24v供电，正极接触摸屏24v+,负极接触摸屏24- ！2.7 安装环境和要求 n 避免安装在有油雾、有金属粉尘和多尘埃的场合。 n 避免安装在有害气体、液体、腐蚀性、易燃易爆气体的场合。 n 安装尺寸预留到合适的大小。 n 线缆类安装请勿靠近尖锐物体。 n 尽量远离强电磁干扰的环境。 n 所有涉及与本系统连接工作的部件的参数需

27、要与本公司确认。 第三章 系统的配线3.1 线缆种类序号名称规格 备注1电压检测排线线束高温导线一端是 5569（29）孔式端子一端是 1.58 的冷压端子冷压端子的大小根据客户实际需求确定2温度检测排线线缆30.5 屏蔽线一端是 5569（23）孔式端子一端是温度传感器3通讯线缆30.5 屏蔽线一端是 3 芯 16 航空插头一端是 3 芯 16 航空插头主控模块与数据采集模块以及数据采集模块与数据采集模块间通讯4电源线缆20.5 电源线一端是 2 芯 16 航插头一端是空或根据客户实际需求确定5开关信号线缆20.5 电源线一端是 2 芯 16 航空插头一端是空或根据客户实际需求确定6放电继电

28、器控制线缆20.5 电源线一端是 2 芯 16 航空插头一端是空或根据客户实际需求确定放电方式采用继电器控制方式时使用7电机控制器 can 通讯线20.5 电源线一端是 4芯 12 航空插头一端是空或根据客户实际需求确定放电方式采用can控制方式时使用8充电继电器控制线缆20.5 电源线一端是 2 芯 16 航空插头一端是空或根据客户实际需求确定充电方式采用继电器控制时使用9充电 can 通讯线缆20.3 屏蔽线一端是 4 芯 12 航空插头一端是空或根据客户实际需求确定充电方式采用 can 通讯控制时使用10电流传感器连接线缆40.5 芯屏蔽线一端是 4 芯 16 航插头一端是 5569（2

29、2）孔式端子11触摸屏的通讯电源线缆50.3 芯屏蔽线一端是 5 芯 16 航插头一端是 db9 头（孔式）和 2pin 插头注）*1. 线缆长度由客户与本公司协商后确定。*2. 充、放电线缆根据客户的需求，确定线缆类型。*3. 接线方式请参见系统安装说明。*4. 如需特殊线缆，可与本公司技术支持中心联系。3.2 线缆图示图示名称用途接口can bus 1连接充电器can bus 2连接电机控制器控制台连接线缆连接主控模块与显示屏，提供电源输入并实现两者之间的通信电源线缆（红+, 黑-）为主控模块和数据采集模块供电温度传感器线缆（标配两个温感）检测电池的温度信息电压采集排线线缆连接电池和数据采

30、集模块电流传感器连接线缆连接主控模块和电流传感器串行通信线缆（两端均为 3 芯航空插头）连接数据采集模块和数据采集模块或主控模块与数据采集模块3.3 线缆数量 下表以一套bms3.0 系统为例，说明产品需求的线缆数量。其中一套产品以一个主控模块，n（22）个数据采集模块为例，列举各线缆数量，如下表：名称数量单位备注电压检测排线线束n套每套电压检测排线线束高温导线数目由所对应采集的电池串数决定温度检测排线线缆n套每套线上有 2 个温感通讯线缆n根主控模块和数据采集模块之间 1 根，数据采集模块之间 n-1 根电源线缆n+1根每个主控模块、数据采集模块对应一个电源线开关信号线缆1根由客户选择对应的放电方式，选择对应 1 根相应的线束放电继电器信号线缆1根由客户选择对应的放电方式，选择对应 1 根相应的线束电机控制器 can 通讯线缆1根充电继电器信号线缆1根充电 can 通讯线缆1根电流传感器连接线缆1根显示屏的通讯电源线缆1根第四章 触摸屏使用与参数设置4.1 参数释义n 总容量 电池组在充满