一、基本介绍
BMS 有三个主要系统：电池管理单元（BMU）、电池接线盒（BJB）和电池监控单元（CMU）。BMU 包含主控 MCU，是电池管理系统的控制部分，CMU 主要负责电池模组中电芯电压、温度的监控并反馈给 BMU，BJB 主要是一个机电箱，分流器、接触器和热熔断器都在这个箱子里。
HVBMS-LightningII 方案是一个用于电动汽车上的 800 V 的 BMS 方案，我主要负责 CMU Board 的硬件设计部分，CMU 板采用 4 颗检测 16 串电池的 chipways XL8816 AFE，总电压为200V。使用 5 路 NTC 监测电池包温度，实现对电池包的温度监测以及控制，此篇文章主要讲述电池包温度监测设计的重要性和必要性。
二、国标规定的电池包温度的检测要求
根据汽车动力电池标准 GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，车辆应当对电池包的温度进行监测和控制。在高温或低温环境下，BMS 应当及时采取措施，将电池包的工作温度控制在安全范围之内；当电池包温度异常升高时，BMS 应当采取相应措施，避免电池过热而导致事故的发生。
三、做电池包温度监测及控制的必要性
保护电池：在使用过程中，如果电池内部温度过高或过低，均可能对电池产生损害。例如，温度过高可能导致电池容量下降、寿命缩短、甚至安全事故发生；温度过低可能导致电池性能降低、电池寿命缩短。因此，通过 BMS 对电池进行温度监测，可以及时发现和处理温度异常问题，保护电池的安全和稳定运行。
提高电池的寿命：电池工作时，其内部温度会影响电池寿命。电池温度过高会加速电化学反应，从而加剧电池老化，降低电池寿命；电池温度过低则会减缓电化学反应速率，使电池内存储的能量减少，同样会影响电池寿命。通过 BMS 对电池进行温度监测和控制，可以降低电池温度，延长电池寿命。
增强电池的安全性：电池过热时可能引发安全事故，如电池短路、起火等。通过 BMS 对电池进行温度监测和控制，可以及时发现电池过热问题，并采取相应措施防止安全事故的发生。
综上所述，BMS 对电池温度进行监测和控制，是电动汽车和储能系统等应用中不可或缺的一项技术，可以保护电池、延长电池寿命并提高电池安全性。
下图 1 为不同温度下对汽车的直观影响图：
图 1 图片来源于参考文献 2
四、温度控制的流程和措施
1. 温度控制的流程
图 2 温度控制的流程
如图 2 所示：当电池需要充电时，① BMS通过 NTC 监控电芯的温度，当电芯温度低于 0℃ 时，② 开始给电芯加热。③ 当电芯温度加热到 0℃ 以上时，电芯停止加热。④ 电池开始充电。
2. 温度控制的措施
BMS 通过设定温度阈值来判断电池温度是否过高或过低，并采取相应的措施进行温度控制。具体措施可能包括以下几种：
图 3 温度控制措施
2.1 冷却措施：
散热器：BMS 可以通过安装在电池组内部的散热器，将电池产生的热量散发出去，从而降低电池温度。散热器一般采用铝或不锈钢材料制成，具有较好的导热性和耐腐蚀性。
冷却介质：BMS 可以通过在电池组外部设置冷却介质，将热量带走，从而降低电池温度。冷却介质一般采用水或者冷却液体，通过管道和泵等设备输送到电池组内部进行冷却。
控制充电电流：BMS 也可以通过控制充电电流来降低电池温度。通过降低充电电流，减少电池充电时产生的放热现象，从而降低电池温度。但需要注意，过小的充电电流会影响电池充电速度，因此需要权衡考虑。
2.2 加热措施：
加热器：BMS 可以通过安装在电池组内部的加热器，对电池进行加热，提高电池温度。加热器一般采用铝或不锈钢材料制成，具有较好的导热性和耐腐蚀性。
热传导介质：BMS 可以通过在电池组外部设置热传导介质，将热量传递到电池组内部，提高电池温度。热传导介质一般采用油、水等流体，通过管道和泵等设备输送到电池组内部进行加热。
高功率充电：BMS 可以通过控制电池组内的充电电流，使电池组产生一定程度的放热现象，从而提高电池温度。但需要注意，过大的充电电流会产生过度放热，引起电池过热的风险。
五、温度检测设计电路
HVBMS-LightningII 方案具有实时温度监测以及温度控制技术，满足国标要求。方案采用 5 路温度检测，可以同时监测电池包内部 5 个位置的温度。选择 NTC 热敏电阻传感器，XL8816 内部集成 AD 转换器，把温度传感器输出的模拟信号转化为数字信号。软件算法可设置温度传感器采集到的数据处理和存储，根据需求设置温度阈值，超出温度阈值时触发警报或保护措施。
六、参考文献
[1] GB 38031-2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求
[2] 搜狐-涨知识！动力电池过热的危害和 BMS 中热管理的功能-老高不太热
[3] 新能源汽车（电动车）动力电池的热管理和加热方式-汽车从业者跑步健身者
[4] Exsense 爱晟官网-NTC 热敏电阻与 BMS 电池管理系统-admin
欢迎在博文下方留言评论，我们会及时回复您的问题。如有更多需求，欢迎联系大联大世平集团 ATU 部门：atu.sh@wpi-group.com
作者：Amanda Yang / 杨友莉
评论