【方敏】：大家下午好！我是妙益科技有限公司的方敏，今天跟大家分享安全、可靠的BMS技术，我想在座都是整车厂和电池厂相对比较多一些，有些对妙益科技有所了解，有些使用过我们的产品，有些对我们妙益科技不是很了解，我稍微花几分钟介绍一下我们的妙益科技。
妙益科技实际在07年时候在上海成立，公司成立的时候致力于汽车电子的研发和生产，产品线涵盖仪表、车身控制模块，到现在主打的BMS，可以说我们的产品遍布了汽车电子各个方面。到2015年的时候一方面由于公司业务扩大另外一方面正好是新能源汽车产业兴起，我们借助这个契机对公司进行了改制，成立了苏州妙益科技有限公司，随后收购了上海的妙益科技，现在只有苏州妙益科技一个公司。我们公司除了总部之外，下面设计了汽车电子研究院和研发中心，大概是这么一个结构。
这个是我们公司核心团队，我们公司核心团队其实包括我们了董事长和清华博导、北美研发中心，他们各自擅长领域不一样。总的来说这个核心团队确保妙益科技持续稳定的发展。
下面我介绍一下我们公司产品发展史，因为今天讲座是以电池管理系统为主，其他产品发展就不讲了，我们主要讲一下电池管理发展的历程。09年的时候应客户的要求开发了第一代电池管理系统，2010年成功被投入生产。2012年的时候推出第二代BMS，第二代BMS支持取得配套资格。2015年开发出主被动均衡一体的BMS产品。2017年成功开发出3CPU的第四代BMS产品。
下面讲一下电池管理系统研发上从安全和可靠性角度出发有哪些技术。首先采用了多个处理机并行处理系统，提高了数据的有效性。国内首创管理系统采用多个CPU同时进行数据处理。第二是容错技术，通过自主研发的冗余校对和纠错算法保证数据可靠性和系统稳定性，充电安全故障率大大降低了。再次是预充电双重保护，BMS上电逻辑对预充采用双重保险，需要预充电压以及预充时间均满足以后，才采取预充。报警和保护功能，业内最早提出和采用多级报警和保护管理，开创了分级报警的先河，并获得业内厂商普遍接受和采用。充电控制方面，多协议智能识别和适应，传统厂家充电机协议，老新国标充电协议的快速识别和自动调整和适应。CAN总线经验就是十余年CAN总线经验，结合我公司总线模块，总线仪表等产品，构成检测控制显示的多方面整体化平台。一些充电桩说是适应新老国标，实际在协议里面还有一些自己的理解部分，就是千变万化，不是特别一样。硬件上有一些没有信息信号等等，反正接触客户多了以后，发现每个客户要求不一样，针对这个问题我们进行了研发，基本现在BMS软件里面融合了市面上绝大多数充电桩的协议，我们放了一些接口可以进行简单的配置，最短时间使电池管理系统可以匹配充电桩。就像我刚才说了，我们公司除了做电池管理系统之外，我们从传统汽车做起，有车身控制模块，仪器仪表，现在一直致力于打造检测控制显示多方面的整体化的平台。
下面我以去年给大众提供电池管理系统方案为例阐述在安全性和可靠性做的一些技术。去年下半年大众在北美洲推出了E—DELIVERY，在电池管理系统用了四大技术保证安全和可靠。第一是电池组先串后并方案主控模块三CPU方案，采集模块主被动方案等等。首先是电池组先串后并方案，这样有什么问题，整串电池组一旦有一个发生问题，导致BMS失效，然后汽车抛锚，当时德国大众用我们的方案之前提出一个要求，希望电动汽车在电池失效、出问题情况下，能够继续行驶，针对它的要求进行研发，最后形成了现在这种先串后并的方式，这个原理图比较简单，但是方案实施起来并没有那么容易，因为要考虑安全性，电路设计比较复杂。其次在控制，据我所知现在有一些BMS厂家采用的是两个主控模块来进行分别管理，那样成本有上升。我们还是采用一个中控模块管理并联两个支路，控制策略进行一些研发，当时投入了很多时间，也进行了一些验证。但是先串后并连接方案好处是什么？并联每个支路相当于形成一个回路，如果电池组有问题，并不影响其他支路的工作，这样可以保证电动汽车在电池组出问题的时候还可以继续行驶。
这个是3CPU的方案，一般电池管理系统只有一个处理器，负责所有的工作，比如说进行采集，SOC等计算，利用结果进行分析和进行控制，还要进行充电管理。我们在大众方案采用三个CPU，他们其实是分工合作。一个CPU专门进行数据处理，一个CPU负责充电和通信，有一个CPU负责控制，三个处理器是一个协同的关系，他们分担一部分工作又协同起来，共同实现电池管理系统应该实现的所有功能。同时他们采集和计算数据通过相互分享，一旦发现问题的时候，三个CPU发现某一个CPU数据异常，那个时候采用的是举手表决的形式，以这样的方式确保数据的可靠性和有效性。同时发生问题的时候，如果数据处理CPU出现的问题，其他两个CPU可以及时分担它的工作，从BMS自身实现安全性和可靠性。
这个是主被动均衡集成方案，说到均衡，其实均衡现在有两种方式，一种是主动均衡，一种是被动均衡。整车厂一般希望均衡做的越大越活，我们要了解均衡目的是什么？尽量减少电池不一致性，但是我们减少不一致性是什么？其实均衡可以做到电池在日积月累使用过程中，经过长时间一些使用以后，会或多或少的存在一些不一致性累积的误差。这个误差应该是非常小的，我们均衡做的是尽量将这些误差通过均衡有效消除掉。但是如果一个电芯真正有问题，问题电芯导致的不一致性是再怎么均衡也是不能均衡不了的。那种电池通过故障报警来替换，才能解决问题。到底哪一种均衡比较好，有被动均衡和主动均衡，我们了解两种均衡的特点。被动均衡实际电路相对比较简单，技术比较成熟，安全性比较高，但是被动均衡对能量一部分损耗，而主动均衡大家不是特别认可，因为主动均衡电池相当于一个小的充电机，充电机有失效的风险，又有生成热的风险，在热管理考虑更多。针对两种均衡方式各自特点，我们在大众电池管理系统采用不同阶段，根据各自的特点采用不同的均衡方式。本身充电过程有一个加热的过程，这个时候不用主动均衡而采用被动均衡。在行车过程中减少均衡造成的能耗损耗，我们采用了主动均衡。
接下来是输入、输出安全方案，大家知道信号传输肯定有一些干扰，我们现在电池管理系统，因为放在电动汽车，在行驶过程中干扰更大。加上我们的BMS分两部分，有高压部分，也有低压部分，高压部分直接和电机相连对BMS干扰更加严重，我们设计的时候对输入输出考虑了一些安全方案，比如说输出对采集端，高压部分，抗干扰方式有两种，一种是对光电隔离，我们主要采用的是光电隔离，其他的话，比如说温度采集、电流值等等，那些做到防浪涌、防静电。输出方面，有短路保护、过载保护、过热保护、防静电，我们验证过程发现一些问题，比如说短路保护，我们对某种芯片做过测试，当短路一两个小时的时候，短路没有问题，但是时间长了，一两天的时候，这个芯片有损坏的可能性。我们在输出端除了芯片自身保护措施之外，我们在外面加了一个电流监控，一旦我们发现电流有异常，在芯片外面及时进行信号切断，过了短暂时间之后来进行恢复，这样可以避免干扰造成的异常。
这个是我们的国际案例，左边去年给大众提供E—DELIVERY车型，右边是意大利的车型，也是采用我们的电池管理系统。这个是加拿大房车，这个项目结束很久，到现在为止也保持每个月稳定的定单，说明我们的BMS方案得到市场认可，右边是斐济游艇。这个图片是国内客户分布图，这个是国际客户的分布图。
下面介绍一下最新开发的第五代电池管理系统，这个PPT没有完全更新。我们正在研发这代BMS，设计之初因为作为电池管理系统大概有八九年的时间，不管功能和安全性有成熟的方案，对这些精华肯定要保留下来。在设计之初，妙益科技从做电池管理系统以来，把出现问题进行汇总，设计的时候一个一个排查，确保新一代产品不会出现以往出现过的问题。现在国家有一个T—BOX，我们最新一代BMS加入了诊断协议（汽车通用的UDS诊断协议）。国家对安全要求越来越高。随着电动汽车的发展。我们新一代BMS开发全过程遵循ISO26262，如何实现26262 ，设计产品之初进行危害设计，从危害性、可靠性等等来设定安全等级，再确定安全目标，将安全目标和客户需求结合在一起，分解到设计各个阶段，得到各个阶段分阶段的目标，各个阶段实施过程中，分阶段设计满足指标的要求，大概是这么一个流程。
关于安全等级，等车厂肯定希望我们做的越高，大家知道安全等级越高，设计上复杂度越大，有一些器件用到汽车级，成本更加高。如何在成本控制和安全等级之间进行一个平衡，我们进行了非常多的研发。现在妙益科技电池管理系统做到的是C的等级。硬件设计我想提一下，有的整车厂认为只有用汽车级芯片才是符合安全等级，其实我们认为这样的思路是错误的。就拿3CPU方案来说，我们三个CPU单个不是汽车级芯片，但是三个CPU合在一起用，能用它的安全性和可靠性更加高，也可以达到功能安全的要求，从设计上可以满足安全需求，我们新一代BMS有部分是用汽车级芯片，还有一些设计上体现功能安全。软件设计主要在算法上进行了仿真，大概是这个样子。
这个是基于ISO26262的设计方案，关于电池管理系统主要是这么内容。从我自身来说，每个研发人员想把产品做到最好，但是开发过程深刻感觉到，不是算法有什么创新就能提高精度，无论算法做的再好，数据来源肯定要精确，我们希望在研发过程中能够和整车厂、电池厂密切合作，不管是研发初期还是后续产品应用有什么问题都进行积极的讨论，只有这样更稳健保证电池管理系统健康发展，这个是我个人的想法，不代表公司，大概就是这样。谢谢大家！
