汽车BMS应用模型和软件对策

介绍

本文将介绍瑞萨提供的电池管理系统（BMS：Battery Management System）应用模型和软件。

1关于BMS应用模型和软件

电动汽车中普遍使用的锂离子电池具有能量密度高、重量轻等优点，但如果使用方式错误则可能引发起火事故，因此需要特别小心。为了有效且安全地使用锂离子电池，我们需要准确了解电池的充电状态（SOC：State Of Charge）和健康状态（SOH：State Of Health），而BMS在这方面起到了作用。在以往，这些状态参数一般通过电荷量的累计（库仑计数）和电池电压的SOC特性进行计算。近年来，通过运用估计算法，实现了更高精度的估计。

为了提高估计的精度，需要考虑目标电池的特性，调整估计算法所用参数。但这一过程必须对电池进行反复充放电，需要花费大量的时间。此外，还有上文提到的电池特有的起火风险，所以在评估时需要非常谨慎。近年来，为了延长续航里程，电池的高电压化及大容量化趋势愈发明显，评估过程中有时会在超过1,000V的高输出电压下处理电池，这增加了触电等风险。

针对这些开发工时和安全方面的问题，可通过基于模型的模拟进行解决。与在真实环境中进行充放电所需的时间相比，模拟时间仅需前者的千分之一，同时，在虚拟环境中也没有触电或起火的风险。

瑞萨将提供示例应用模型和软件来减轻客户的开发负担。

2BMS应用模型和软件的优势

瑞萨提供的BMS应用模型和软件拥有4大优势：

第一大优势是减少实机评估过程中出现的返工。首先，瑞萨可提供Simulink示例应用模型，从设计阶段开始进行仿真。Simulink模型提供了估计SOC和SOH的模块，能够在实机评估前通过PC确认仿真结果，改进估计算法。

第二大优势是削减应用软件的开发工时。瑞萨提供的示例应用模型机制可自动生成在微控制器上运行的软件。

第三大优势是削减驱动软件的开发工时。瑞萨可提供控制电池管理芯片（BMIC：Battery Management IC）和智能电源设备（IPD：Intelligent Power Device）的示例驱动软件，通过组合应用软件，客户无需自行编程即可实现实机操作。

最后，瑞萨还会提供应用笔记，涵盖从PC仿真到板上代码执行的所有内容。该文档减少了学习瑞萨评估环境所需的时间。

以上四大优势可帮助客户减少1.5个月以上的开发工时，具体如下：

创建应用模型：2周以上

嵌入应用软件：2周以上

创建带驱动软件的BMIC控制应用：1周以上

学习模型开发环境、软件开发环境以及板卡的使用方法：1周以上

3两款BMS评估套件

瑞萨提供了可运行上述BMS应用软件的两款评估套件。每款评估套件均搭载了具有高测量精度与优异长期漂移性能的BMIC。

第一款评估套件搭载了5片BMIC以及符合ASIL-D具备高安全性的RH850/P1M。

汽车级多芯锂离子电池管理器参考设计套件：

第二款评估套件包含带1片BMIC的板卡以及符合ASIL-B具备经济效益的RH850/F1KM-S1板卡。

汽车级多芯锂离子电池管理器评估套件：

RH850/F1KM-S1板卡：

4瑞萨评估环境

如上所述，使用实际电池对微处理器上的软件进行评估时，充放电需要较长时间，难以在安全的情况下对异常状态进行实验。为此，瑞萨从可复制性与安全性角度出发，使用电池模拟器进行评估。瑞萨提供的应用模型和软件已通过电池模拟器进行了实机评估，因此可以放心使用。

汽车电池管理系统（BMS）

汽车BMS应用模型和软件

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审核编辑：汤梓红