Audi e-tron的BMS架构与电池均衡

Audi e-tron的电池管理系统也是采用的分布式，整个BMS系统的主要构成可以分为4个主要组件：

（1）主控BMS，负责完成对整个电池系统关键参数的评估和判定，负责与整车进行通讯，给其他从控组件发送指令；
（2）高压盒BMU，负责对继电器进行通断、对绝缘进行检测（每30秒检测一次）；
（3）主回路电流电压检测器，位于高压盒内，负责检测主回路的电流、电压，它类似于带着控制板的shunt电流传感器，它同时给高压盒内的BMU进行供电；
（4）CSC（Cell Supervision Circuit）电芯监控单元，它一共有12个从控BMU，每个从控负责测量3个模组（9串电芯，每个模组为3S4P）的电压、温度，同时负责对这3个模组的电芯进行均衡。这12个CSC布置的位置，以及各自对应的被监控模组如下图所示：

电芯的均衡就是通过CSC来完成的，采用的方案是被动均衡，即通过均衡电阻对高电压的单元进行放电，例如以下电路中，3号电芯属于高电压单元，当它达到100%SOC时，其他电芯还在90%，这样尽管整个电池系统的SOC达到92.5%，但充电就结束了。

e-tron均衡电阻布置如下所示：

e-tron对于电芯是否进行均衡的判定如下：

（1）在对各模组的电压进行比较，识别高电压单元，在充电时如电压差达到1%以上，则触发均衡；

（2）均衡不是在任何情况下都能进行，还需要在SOC大于30%的情况，才能进行执行均衡。

就像上面的例子一样，如果不及时对电芯进行均衡，它会影响整个电池包的可用电量，进而影响整车的续航。

我们从一个实际的例子来看这种影响，下图是一辆2020款e-tron，可用电量为83.6kWh，从2019年11月8号左右，到2021年1月8号之间，整车的可用容量逐渐下降，而且在最后一次低SOC（6%时），整车的容量快速下降，很长一段时间内只有大约75kWh；后在32%SOC时静置了3天，整车进行均衡，使得电池的容量逐渐恢复到原来的水平。

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