3.3) 功能狀態(tài)(SoF)

對鉛酸電池來說，發(fā)動汽車引擎即便不是最重要的功能，也是非常重要的功能。因此，BMS一個非常重要的任務(wù)是預(yù)測在實際電量條件下是否能夠啟動汽車。啟動預(yù)測通過SoF參數(shù)表示。

除了過去“傳統(tǒng)的”停車后再啟動，通過在微型混合動力汽車中引入啟動-停止系統(tǒng)，啟動預(yù)測功能正變得越來越重要。BMS必須與BCM通信并決定是否可以在引擎關(guān)閉后再次啟動，以及是否可以安全地進入停止模式。

獲取SoF參數(shù)的一個非常好的途徑是通過分析最近的引擎啟動情況、剩余電量（作為SoC和SoH的函數(shù)）和實際溫度。在啟動期間，電池的 內(nèi)部電阻（Ri）需要被記錄下來（通過電壓降和電流來計算）。因為Ri在電池的使用壽命中是相對一致的、并且只是在電池使用壽命結(jié)束前顯著升高，因此Ri 平均值需要在一個特定的門限值以下，以確保安全啟動。在啟動階段老化電池的另一個影響是，從電壓和電流采樣中計算出的Ri值會表現(xiàn)出非線性的趨勢[5]， 即，對于同等電壓樣本會有不同的電流值。而對于新電池來說，Ri是線性的。請參見圖3和圖4了解啟動過程中常見的電壓和電流趨勢。

圖3：啟動電壓趨勢

圖4：啟動電流趨勢

綜合Ri（通過電壓降和電流來計算）、電池剩余電量和實際溫度，可以很好地指示啟動能力。同樣，這些門限值也必須通過電池參數(shù)表征來確定。

為了使用必要的準確值來確定Ri的線性或非線性行為，所有在啟動階段取樣的電壓和電流值都需要使用一個線性過濾器來過濾，優(yōu)選采用帶通過濾器。

4) BMS在硬件和軟件中的高效實施

電氣能效是新型汽車一個最重要的特性，由BMS提供支持。除了管理一些節(jié)電功能外，BMS還需要具有高能效，因為它是始終開啟的系統(tǒng)之一，當(dāng)發(fā)電機不工作時需要通過鉛酸電池供電。為了滿足這一要求，IBS的能耗必須盡可能低。

為了實現(xiàn)這一目標，飛思卡爾的IBS實施采用兩種低功耗模型，其中CPU和其他不需要開啟的硬件（HW）模塊都可以關(guān)閉。為了降低正常運 行模式中的能耗，并減少客戶的軟件（SW）開發(fā)工作，添加了額外的硬件模塊以降低軟件復(fù)雜性。為了實現(xiàn)這一目標，可以使用規(guī)模更小、功耗更低同時也更為經(jīng) 濟高效的16位微控制器。另外一種降低軟件復(fù)雜性的方法是在整個使用壽命期間確保產(chǎn)品參數(shù)，并將工廠調(diào)校值存儲在非易失性存儲器(NVM)中。作為產(chǎn)品下 線測試的一部分，這些調(diào)教值針對每個芯片逐個進行參數(shù)表征描述，并相應(yīng)地存儲。因此，在軟件中無需使用復(fù)雜的校準算法。

除了在硬件中實施的這三種技術(shù)以外，本章還介紹了電池監(jiān)控算法的高效軟件實施方案（請參見圖3）。

4.1) 低功耗模式

實施低功耗模式是一種非常好的降低功耗的方法。實現(xiàn)方法是，在不需要SoC部件（尤其是CPU）時將其關(guān)閉、并僅在需要時更改為正常模式（例如，激活所有硬件模塊）。正如前面所提到的，共有兩種低功耗模型，其不同之處僅在于CPU被喚醒后使用的程序進入點。

但是，在低功耗（即沒有軟件交互）模式下，也需要監(jiān)控電池狀態(tài)。首先，需要跟蹤電流，通過庫侖計數(shù)方法計算出SoC。相應(yīng)地，可以支持低功耗模式下的電流測量（即，庫侖計數(shù)）和電流采樣值的自動求和。

IBS必須能夠?qū)﹄姵睾推嚨臓顟B(tài)更改作出反應(yīng)，即電池傳感器必須在發(fā)生各種事件時喚醒。相應(yīng)地，也需要測量低功耗模式期間的電流和溫 度。電流變化通常表明汽車狀態(tài)發(fā)生變化（電氣元件打開或關(guān)閉），而溫度改變時有時需要重新校準測量通道參數(shù)(請參見4.3)。可以配置電流和溫度采樣值的 門限值，如果超出門限值則觸發(fā)喚醒。還可以使用自動庫侖計數(shù)器門限值喚醒機制。

除了那些針對被測量參數(shù)的喚醒事件以外，還可實施其他喚醒機制，允許BCM或汽車中的其他電氣設(shè)備喚醒IBS（通過LIN消息或直接導(dǎo)線連接），還有定時喚醒機制。

上述低功耗模式和喚醒機制的實施允許IBS在大多數(shù)時間里都運行在低功耗模式下（通常約為70%），包括引擎運行時。在正常運行模式期間，SoC、SoH和SoF參數(shù)將被重新計算。