1.前言本規(guī)范書依據(jù)國(guó)家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱"BMS"）的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用需求制定，旨在規(guī)范BMS的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法及檢驗(yàn)規(guī)則，確保其在電動(dòng)汽車中的安全性、可靠性及性能一致性。本規(guī)范書適用于純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用車載BMS（包括電池包管理單元（BMU）與電池單體監(jiān)測(cè)單元（CMU）的集成或分布式系統(tǒng)），可為企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢驗(yàn)及項(xiàng)目招標(biāo)提供技術(shù)依據(jù)。2.范圍本規(guī)范書規(guī)定了電動(dòng)汽車BMS的術(shù)語(yǔ)和定義、技術(shù)要求（基本要求、功能要求、性能要求）、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)要求。本規(guī)范書適用于額定電壓不超過(guò)1000VDC、額定容量不小于20Ah的鋰離子動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)配套的BMS。3.規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本規(guī)范書的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范書；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改單）適用于本規(guī)范書。標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱GB/T____電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法GB/T____.____電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第2部分：高功率應(yīng)用測(cè)試規(guī)程GB/T____.____電動(dòng)汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)GB/T____車輛、船和內(nèi)燃機(jī)無(wú)線電騷擾特性用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測(cè)量方法GB/T2828.____計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分：按接收質(zhì)量限（AQL）檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃ISO____道路車輛控制器局域網(wǎng)（CAN）第1部分：數(shù)據(jù)鏈路層和物理信號(hào)層ISO____道路車輛診斷系統(tǒng)第4部分：通信協(xié)議4.術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范書。4.1電池管理系統(tǒng)（BMS）用于監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)（電壓、溫度、電流等）、估算電池狀態(tài)（SOC、SOH、SOP等）、實(shí)現(xiàn)電池均衡控制、熱管理及安全保護(hù)的電子系統(tǒng)。4.2電池包管理單元（BMU）BMS的核心控制單元，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)估算、策略決策及對(duì)外通信。4.3電池單體監(jiān)測(cè)單元（CMU）負(fù)責(zé)采集電池單體電壓、溫度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至BMU的終端單元（可集成于電池包內(nèi)）。4.4荷電狀態(tài)（SOC）電池當(dāng)前剩余容量與額定容量的比值，用百分比表示。4.5健康狀態(tài)（SOH）電池當(dāng)前性能與新電池性能的比值，主要反映容量衰減、內(nèi)阻增大等特性，用百分比表示。4.6功率狀態(tài)（SOP）電池在當(dāng)前狀態(tài)下（SOC、SOH、溫度等）可穩(wěn)定輸出的最大功率（放電）或吸收的最大功率（充電）。4.7主動(dòng)均衡通過(guò)能量轉(zhuǎn)移（如電容、電感）實(shí)現(xiàn)電池單體間能量均衡的方式，均衡電流較大（通?！?A）。4.8被動(dòng)均衡通過(guò)電阻消耗電池單體多余能量實(shí)現(xiàn)均衡的方式，均衡電流較?。ㄍǔ！?00mA）。5.技術(shù)要求5.1基本要求5.1.1工作電壓范圍BMS的工作電壓應(yīng)適應(yīng)車載電源系統(tǒng)要求，輸入電壓范圍為：低壓供電：DC9V～16V（適用于12V車載系統(tǒng)）；高壓采樣：支持電池包額定電壓范圍（如200V～800VDC）。5.1.2工作溫度范圍正常工作溫度：-40℃～85℃（BMU）；-20℃～85℃（CMU，若集成于電池包內(nèi)，需滿足電池包工作溫度范圍）；存儲(chǔ)溫度：-40℃～125℃。5.1.3防護(hù)等級(jí)BMU：IP67（防塵、短時(shí)間浸水）；CMU：IP6K9K（防塵、高壓噴水）（若安裝于電池包外部）；或與電池包防護(hù)等級(jí)一致（若集成于電池包內(nèi)）。5.1.4電磁兼容性（EMC）應(yīng)符合GB/T____的要求，具體包括：輻射發(fā)射：≤30dBμV/m（30MHz～1GHz）；傳導(dǎo)發(fā)射：≤-40dBμV（150kHz～30MHz）；抗擾度：滿足ISO____（輻射抗擾度）、ISO____（傳導(dǎo)抗擾度）等要求。5.1.5機(jī)械可靠性振動(dòng)：符合GB/T2423.____的要求，頻率10Hz～2000Hz，加速度20m/s2，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)/軸（X、Y、Z軸）；沖擊：符合GB/T2423.____的要求，峰值加速度50m/s2，脈沖持續(xù)時(shí)間11ms，每軸3次。5.2功能要求5.2.1數(shù)據(jù)采集BMS應(yīng)實(shí)時(shí)采集以下參數(shù)，采集周期≤100ms：電池單體電壓：每節(jié)單體電池的電壓（分辨率≤10mV）；電池單體/模塊溫度：至少采集每個(gè)電池模塊的1個(gè)溫度點(diǎn)（分辨率≤1℃）；電池包總電壓：電池包正負(fù)極之間的電壓（分辨率≤100mV）；電池包總電流：充電/放電電流（分辨率≤0.1A）；絕緣電阻：電池包高壓回路與車身底盤之間的絕緣電阻（分辨率≤10kΩ）；高壓繼電器狀態(tài)：主正、主負(fù)繼電器的通斷狀態(tài)（采集周期≤10ms）。5.2.2狀態(tài)估算SOC估算：應(yīng)采用組合算法（如安時(shí)積分+開路電壓修正+溫度補(bǔ)償），估算精度≤±3%（0%～100%SOC范圍，25℃環(huán)境下）；SOH估算：應(yīng)基于容量衰減、內(nèi)阻增大等參數(shù)，估算精度≤±5%（壽命周期內(nèi)）；SOP估算：應(yīng)考慮SOC、SOH、溫度、電流等因素，估算精度≤±10%（放電功率）、≤±15%（充電功率）；狀態(tài)預(yù)警：當(dāng)SOC≤20%或≥90%、SOH≤80%時(shí)，應(yīng)向整車控制器（VCU）發(fā)送預(yù)警信號(hào)。5.2.3均衡控制均衡方式：支持主動(dòng)均衡或被動(dòng)均衡（主動(dòng)均衡優(yōu)先）；均衡觸發(fā)條件：?jiǎn)误w電壓差≥50mV（或根據(jù)電池特性調(diào)整）；均衡結(jié)束條件：?jiǎn)误w電壓差≤20mV（均衡時(shí)間≤2小時(shí)）；均衡電流：主動(dòng)均衡≥2A，被動(dòng)均衡≤500mA；均衡保護(hù)：均衡過(guò)程中若檢測(cè)到過(guò)溫（≥60℃）或過(guò)流，應(yīng)立即停止均衡。5.2.4熱管理溫度監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包內(nèi)部溫度，當(dāng)溫度超過(guò)閾值（如50℃）或溫度差超過(guò)5℃時(shí)，啟動(dòng)散熱系統(tǒng)；當(dāng)溫度低于閾值（如0℃）時(shí)，啟動(dòng)加熱系統(tǒng)；熱管理策略：支持液冷、風(fēng)冷或加熱（如PTC）控制，溫度控制范圍為20℃～45℃（最佳工作溫度）；故障處理：若散熱/加熱系統(tǒng)故障，應(yīng)限制電池充放電功率（如降低至50%）。5.2.5安全保護(hù)BMS應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下安全保護(hù)功能，保護(hù)響應(yīng)時(shí)間≤10ms（過(guò)流、短路）、≤100ms（過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫）：過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)單體電壓≥4.35V（或電池廠商規(guī)定的上限）時(shí)，切斷充電回路；欠壓保護(hù)：當(dāng)單體電壓≤2.5V（或電池廠商規(guī)定的下限）時(shí)，切斷放電回路；過(guò)流保護(hù)：當(dāng)放電電流≥1.5倍額定電流（或電池廠商規(guī)定的上限）時(shí)，切斷放電回路；當(dāng)充電電流≥1.2倍額定電流時(shí)，切斷充電回路；過(guò)溫保護(hù)：當(dāng)電池溫度≥60℃時(shí)，限制充放電功率；≥70℃時(shí)，切斷充放電回路；欠溫保護(hù)：當(dāng)電池溫度≤-20℃時(shí)，禁止充電；≤-10℃時(shí)，限制放電功率；絕緣故障保護(hù)：當(dāng)絕緣電阻≤500Ω/V（根據(jù)GB/T____.____）時(shí)，切斷高壓回路；碰撞保護(hù)：接收整車碰撞信號(hào)（如氣囊觸發(fā)信號(hào)）后，10ms內(nèi)切斷高壓繼電器；反接保護(hù)：低壓供電反接時(shí)，BMS不應(yīng)損壞（可通過(guò)二極管或保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)）。5.2.6通信功能通信接口：支持CANFD（優(yōu)先）或CAN2.0B，可選Ethernet（如100BASE-T1）；通信協(xié)議：符合ISO____（診斷）、SAEJ1939（整車通信）或自定義協(xié)議；通信速率：CANFD≥500kbps（數(shù)據(jù)幀）、≥2Mbps（遠(yuǎn)程幀）；CAN2.0B≥250kbps；通信延遲：≤100ms（從采集數(shù)據(jù)到發(fā)送至VCU的時(shí)間）；冗余設(shè)計(jì)：關(guān)鍵通信回路（如與VCU的通信）應(yīng)采用雙CAN總線冗余，當(dāng)一路故障時(shí)，另一路應(yīng)自動(dòng)切換并保持通信。5.2.7故障診斷故障等級(jí)劃分：分為致命故障（F級(jí)）、嚴(yán)重故障（S級(jí)）、一般故障（G級(jí)），具體見表A.1（附錄A）；故障檢測(cè)：應(yīng)檢測(cè)電壓采集故障、溫度采集故障、電流采集故障、通信故障、均衡故障、熱管理故障等；故障存儲(chǔ)：應(yīng)存儲(chǔ)至少10條故障記錄，包括故障碼（DTC，符合ISO____）、故障發(fā)生時(shí)間、故障類型、故障值；故障顯示：通過(guò)儀表向駕駛員提示故障信息（如"電池系統(tǒng)故障，請(qǐng)停車檢查"）。5.2.8冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵電路冗余：電壓采集電路、電流采集電路、高壓繼電器驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)采用雙路冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)一路故障時(shí)，另一路應(yīng)能正常工作；電源冗余：BMU應(yīng)采用雙電源供電（如主電源+備用電源），當(dāng)主電源故障時(shí)，備用電源應(yīng)能維持BMS工作≥10分鐘；軟件冗余：關(guān)鍵控制算法（如SOC估算、安全保護(hù)）應(yīng)采用雙版本軟件，當(dāng)主版本故障時(shí)，備用版本應(yīng)自動(dòng)切換。5.3性能要求項(xiàng)目要求單體電壓采集精度±10mV（0V～5V范圍）溫度采集精度±1℃（-40℃～85℃范圍）總電流采集精度±1%（額定電流范圍內(nèi)）SOC估算精度±3%（0%～100%SOC，25℃）SOH估算精度±5%（壽命周期內(nèi)）SOP估算精度±10%（放電功率）、±15%（充電功率）均衡效率≥80%（主動(dòng)均衡）、≥50%（被動(dòng)均衡）通信誤碼率≤1×10??（連續(xù)通信1小時(shí)）高壓繼電器響應(yīng)時(shí)間≤10ms（閉合/斷開）低功耗模式電流≤10mA（睡眠狀態(tài)，DC12V供電）6.試驗(yàn)方法6.1基本要求試驗(yàn)6.1.1工作電壓范圍試驗(yàn)用直流電源向BMS輸入9V、12V、16V電壓，分別測(cè)試BMS的工作狀態(tài)（數(shù)據(jù)采集、通信、安全保護(hù)等），應(yīng)正常工作。6.1.2工作溫度試驗(yàn)將BMS放入高低溫箱，設(shè)置溫度為-40℃、25℃、85℃，保溫2小時(shí)后，測(cè)試BMS的功能（數(shù)據(jù)采集、通信等），應(yīng)正常工作。6.1.3防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)IP67試驗(yàn)：按照GB/T____的要求，進(jìn)行防塵試驗(yàn)（1小時(shí)）和浸水試驗(yàn)（1米水深，30分鐘），試驗(yàn)后BMS應(yīng)無(wú)損壞，功能正常。6.1.4EMC試驗(yàn)輻射發(fā)射：按照GB/T____的方法，用電波暗室和接收機(jī)測(cè)試BMS的輻射發(fā)射，應(yīng)符合要求；傳導(dǎo)發(fā)射：用線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）測(cè)試BMS的傳導(dǎo)發(fā)射，應(yīng)符合要求；抗擾度：用信號(hào)發(fā)生器和功率放大器向BMS注入干擾信號(hào)（如輻射抗擾度、傳導(dǎo)抗擾度），測(cè)試BMS的功能穩(wěn)定性，應(yīng)無(wú)異常。6.2功能要求試驗(yàn)6.2.1數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)單體電壓：用標(biāo)準(zhǔn)電壓源向CMU輸入0V、2.5V、4.35V、5V電壓，測(cè)量BMS的輸出值，誤差應(yīng)≤±10mV；溫度：用標(biāo)準(zhǔn)溫度源（如鉑電阻）向CMU輸入-40℃、0℃、25℃、85℃溫度，測(cè)量BMS的溫度顯示值，誤差應(yīng)≤±1℃；總電流：用電流源向電池包輸入0A、額定電流、1.5倍額定電流，測(cè)量BMS的電流顯示值，誤差應(yīng)≤±1%。6.2.2狀態(tài)估算試驗(yàn)SOC估算：將電池包充滿電（SOC100%），然后以額定電流放電至SOC0%，記錄BMS的SOC顯示值與實(shí)際放電容量的誤差，應(yīng)≤±3%；SOH估算：用新電池和老化電池（容量衰減至80%）分別測(cè)試BMS的SOH顯示值，誤差應(yīng)≤±5%；SOP估算：在25℃環(huán)境下，將電池包充至SOC50%，測(cè)試其最大放電功率（用功率分析儀），與BMS的SOP顯示值比較，誤差應(yīng)≤±10%。6.2.3均衡功能試驗(yàn)用電池單體模擬裝置設(shè)置2節(jié)單體電壓（如3.8V和4.0V），連接至BMS，啟動(dòng)均衡功能，記錄均衡時(shí)間和均衡后的電壓差，應(yīng)滿足均衡結(jié)束條件（≤20mV）和均衡時(shí)間要求（≤2小時(shí)）。6.2.4安全保護(hù)試驗(yàn)過(guò)壓保護(hù)：用電壓源向電池單體輸入4.4V，測(cè)試BMS是否切斷充電回路，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)≤100ms；過(guò)流保護(hù)：用電流源向電池包輸入1.6倍額定放電電流，測(cè)試BMS是否切斷放電回路，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)≤10ms；絕緣故障保護(hù)：用絕緣電阻測(cè)試儀向電池包高壓回路注入500Ω/V的絕緣電阻，測(cè)試BMS是否切斷高壓回路，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)≤100ms。6.3性能要求試驗(yàn)6.3.1通信性能試驗(yàn)用CAN分析儀向BMS發(fā)送數(shù)據(jù)幀，測(cè)量通信延遲（從發(fā)送到接收的時(shí)間），應(yīng)≤100ms；連續(xù)通信1小時(shí)，統(tǒng)計(jì)誤碼率，應(yīng)≤1×10??。6.3.2低功耗試驗(yàn)將BMS置于睡眠狀態(tài)（斷開高壓回路，低壓供電12V），用電流表測(cè)量其工作電流，應(yīng)≤10mA。7.檢驗(yàn)規(guī)則7.1檢驗(yàn)分類檢驗(yàn)分為型式檢驗(yàn)、出廠檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)三類。7.2型式檢驗(yàn)檢驗(yàn)條件：當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更、原材料變更、生產(chǎn)工藝變更、停產(chǎn)超過(guò)6個(gè)月恢復(fù)生產(chǎn)或國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督部門要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)；檢驗(yàn)項(xiàng)目：包括本規(guī)范書第5章所有技術(shù)要求（見表B.1，附錄B）；抽樣方案：從批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取3臺(tái)，全部合格則判定型式檢驗(yàn)合格；若有1臺(tái)不合格，加倍抽樣檢驗(yàn)，仍有不合格則判定不合格。7.3出廠檢驗(yàn)檢驗(yàn)條件：每批產(chǎn)品出廠前應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗(yàn)；檢驗(yàn)項(xiàng)目：包括基本要求（工作電壓、工作溫度、防護(hù)等級(jí)）、功能要求（數(shù)據(jù)采集、安全保護(hù)、通信功能）、性能要求（單體電壓精度、總電流精度、通信延遲）（見表B.1，附錄B）；抽樣方案：每批產(chǎn)品按GB/T2828.____的正常檢驗(yàn)一次抽樣方案，AQL=2.5，樣本量字碼根據(jù)批量大小確定（如批量≤100臺(tái)，樣本量=13）。7.4抽樣檢驗(yàn)檢驗(yàn)條件：用于批量生產(chǎn)中的質(zhì)量監(jiān)控，每季度進(jìn)行一次；檢驗(yàn)項(xiàng)目：包括狀態(tài)估算（SOC、SOH）、均衡功能、熱管理功能（見表B.1，附錄B）；抽樣方案：從季度生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取10臺(tái)，按GB/T2828.____的特殊檢驗(yàn)一次抽樣方案，AQL=1.0。8.標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)8.1標(biāo)識(shí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)：BMS外殼上應(yīng)標(biāo)注以下信息（清晰、不易脫落）：產(chǎn)品名稱（如"電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)"）；型號(hào)（如"BMS-____"）；生產(chǎn)廠家名稱；生產(chǎn)日期（年/月/日）；SN碼（唯一識(shí)別碼）；防護(hù)等級(jí)（如"IP67"）；額定電壓（如"DC12V"）。包裝標(biāo)識(shí)：外包裝箱上應(yīng)標(biāo)注以下信息：產(chǎn)品名稱、型號(hào)、數(shù)量；生產(chǎn)廠家名稱、地址、聯(lián)系方式；運(yùn)輸注意事項(xiàng)（如"易碎品"、"向上"、"防潮"）；毛重、凈重、體積（長(zhǎng)×寬×高）。8.2包裝內(nèi)包裝：采用防靜電袋包裝，內(nèi)置緩沖材料（如泡沫），防止碰撞損壞；外包裝：采用瓦楞紙箱，強(qiáng)度符合GB/T____的要求，箱內(nèi)附產(chǎn)品合格證、使用說(shuō)明書、保修卡。8.3運(yùn)輸運(yùn)輸方式：公路、鐵路、航空均可，避免劇烈震動(dòng)、雨淋、暴曬；運(yùn)輸要求：堆放層數(shù)不超過(guò)3層，遠(yuǎn)離火源、腐蝕性物質(zhì)；裝卸要求：輕拿輕放，避免摔落（高度≤0.5米）。8.4存儲(chǔ)存儲(chǔ)環(huán)境：通風(fēng)良好、干燥、無(wú)腐蝕性氣體，溫度0℃～40℃，相對(duì)濕度≤85%；存儲(chǔ)期限：長(zhǎng)期存儲(chǔ)（超過(guò)6個(gè)月）時(shí)，電池應(yīng)處于半電狀態(tài)（SOC40%-60%），并每3個(gè)月補(bǔ)充充電一次；存儲(chǔ)要求：避免陽(yáng)光直射，遠(yuǎn)離火源、熱源（如散熱器）。9.附錄附錄A故障等級(jí)劃分表（規(guī)范性附錄）故障等級(jí)故障類型處理措施F級(jí)（致命）高壓繼電器粘連、絕緣故障、碰撞信號(hào)觸發(fā)立即切斷高壓回路，禁止充放電，提示駕駛員停車檢查S級(jí)（嚴(yán)重）單體過(guò)壓/欠壓、過(guò)流、過(guò)溫/欠溫限制充放電功率（如降低至50%），提示駕駛員盡快維修G級(jí)（一般）溫度采集故障、通信故障（非冗余）記錄故障，不影響正常行駛，提示駕駛員定期維修附錄B試驗(yàn)項(xiàng)目一覽表（規(guī)范性附錄）技術(shù)要求章節(jié)試