一、什么是BMS?

BMS全称是Battery Management System,电池管理系统,是配合监控储能电池状态的设备,一般BMS都表现为一块电路板或者一个硬件盒子。

1、实时监测

● 电压监测:检测总电压及每个电芯或模组的电压;

● 电流检测:测量充电和放电的总电流;

● 温度监测:通过布置温度传感器,检测电池包内各个节点温度变化;

2、状态估算

● SOC(State of Charge)估算剩余电量:通过安时积分法及开路电压法估算电池包剩余电量

● SOH(State of Health)估算健康状态:通过分析电池的内阻增长、满充容量衰减、充放电循环次数等来综合估算,放映电池的老化程度

● SOP(State of Power)估算可用功率:估算电池在短时间内(如几秒或几十秒)所能提供的最大放电功率和所能接受的最大充电功率。

● SOE(State of Energy)估算剩余能量:估算电池当前剩余的可用的能量(单位:kWh),对于预测续航里程更为直接。

3. 保护-安全管理

当监测到异常或危险状态时,BMS会立即采取行动,切断电源

● 过压保护:当任何电芯电压超过安全上限时,切断充电回路,防止过充

● 欠压保护:当任何电芯电压低于安全下限时,切断放电回路,防止过放

● 过流保护:当充电或放电电流过大时,切断回路,防止短路或过载

● 过温保护:当电池温度超过安全阈值时,降低功率或切断回路

● 短路保护:发生严重短路时,以最快速度(微秒级)切断回路

● 绝缘监测:监测高压系统和车辆底盘之间的绝缘电阻,防止漏电风险

● 故障诊断与记录:BMS会记录所有故障信息,形成故障码,为后续的维修提供依据

4、控制均衡电路,让各节电芯电量保持一致,延长寿命;

5、把关键事件打上时间戳存进闪存,供故障追溯和保修分析。

二、BMS里为什么要搭载RTC——以YSN8563MS为例

搭载RTC(实时时钟芯片,如常见的YSN8563MS)的BMS,核心目的只有一个:让系统在“断电+休眠”状态下,仍然拥有绝对、可追溯、低功耗的“时间坐标”。

YSN8563MS 产品图
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YSN8563MS 产品图

(1)休眠定时唤醒——把“常待机”变成“间歇体检”

车辆熄火后主MCU断电,RTC靠纽扣电池0.3–0.5µA 运行;到预设时刻(如每 4 h、每天凌晨 2 点)输出中断信号,把BMS从Deep-Sleep唤醒,执行电芯电压/温度巡检。

(2)SOC 静态修正

安时积分法长期会漂移,必须用开路电压法回正;开路电压法要求电池静置≥2 h 且知道“真实静置时长”。RTC持续计时,系统重启后会对比上次Shutdown时间,从而计算真实静置时长。静置时长≥2h即触发开路电压法,完成后再次休眠,既省电又不漏检。

(3)故障精确定时

国标GB38031-2020与事故鉴定要求关键事件带1s精度的时间戳。RTC在系统掉电时仍走时,为故障码(DTC)、过充、过放、热失控log、EDR碰撞记录提供绝对日历时间,避免“只有序号、没有时辰”的证据失效 。

(4) 温度采样打时标

高温日历老化、循环老化都与温度、时间息息相关。RTC 能够在温度采样精准打上时标,使 BMS 能累计高温暴露时长、循环次数/间隔、从而动态调整最大充电电流、预警 SOH 跳水,提升质保置信度。

YSN8563MS Datasheet
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三、为什么单独搭载RTC而不是MCU自带的RTC?

● 精度更高:专用RTC芯片(如8563)通常外接32.768kHz晶振,其时间精度远高于大多数MCU内置的RTC。

● 功耗更低:在休眠模式下,专用RTC的功耗可以做到微安级甚至纳安级,比MCU整体休眠的功耗更低,支持BMS长时间休眠。

● 可靠性更强:独立芯片,不受MCU主程序跑飞或复位的影响,即使车辆系统重启,时间信息也不会丢失(有后备电池或超级电容供电)。

● 功能集成:RTC时钟芯片(YSN8563)集成了定时器、报警器、时钟输出、精准时间戳等功能,为系统设计提供了便利、故障精准定位。

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