电池管理系统（BMS）的核心作用在于智能化地管理和维护各电池单元，监控并控制跨行业电池组的使用，防止过充和过放，从而延长电池寿命并实时监控其状态。在锂离子（Li-Ion）电池主导储能应用的今天，BMS对于保障电池的功能和安全性至关重要。
通常，电池管理行业使用通信协议来连接单个电池监测模块及堆栈控制器和电源接口，其中BMS支持包括Modbus和以太网在内的多种协议。然而，控制器局域网（CAN）凭借其卓越的稳定性、实时性、容错能力和抗噪性能，成为众多储能应用中的首选通信协议。
BMS应用领域
电动车
BMS在各类电动汽车中扮演着核心角色，包括乘用车、商用车、卡车以及非道路车辆（如高尔夫球车）。此外，也广泛应用于电动叉车等电动机械，这些应用中的电池组通常通过CAN总线与电池控制模块进行通信，确保电池的安全和高效运行。
电网电力基础设施
电网电力基础设施使用电池组作为备用电源或防止电网上的功率波动。主要应用包括手机信号塔、交流变电站、互联网基础设施设备、航空地面支持系统、发射塔通信和气象站，以及分布式能源。其中，分布式能源本身就是一个相当大的产业，包括太阳能和风力发电厂等。
相关高层协议
电池管理系统（BMS）在电动车和电网电力基础设施等应用中，通常会遵循一些标准化的高层通信协议，以确保与车辆其他系统或储能变流器（PCS）之间的有效通信。以下是几个主要的支持协议：
◉ ISO 11898-1:2015：这是道路车辆控制器局域网络（CAN）的数据链路层和物理信令的国际标准。它定义了CAN数据帧的结构，包括帧起始、帧结束以及数据字段。
◉ SAE J1939-21：车辆网络串行通信的控制总标准第21部分：数据链路层。这是汽车行业广泛采用的通信标准，它规定了数据链路层的参数，如数据传输速率和帧格式。
◉ CAN 2.0B：这是一种CAN总线协议的版本，它支持标准帧（11位标识符）和扩展帧（29位标识符）。在电池管理系统中，这种协议通常用于实现与电池监测模块、堆栈控制器和电源接口的通信。
◉ BMS-CAN协议：这是一种专为电池管理系统设计的通信协议，它规定了BMS与汽车CAN网络中其他节点间的通信规则，包括数据格式、帧ID分配和消息定义。
◉ 储能变流器与电池管理系统通信协议：这是中国化学与物理电源行业协会发布的团体标准，规定了储能变流器与电池管理系统之间基于CAN的通信物理层、数据链路层、应用层的相关定义及要求。
这些协议确保了BMS能够有效地监控和管理电池单元，实现数据的准确传输和接收，从而提高电动车和电网电力基础设施的运行效率和安全性。
CAN总线在电池管理系统的应用
以下是CAN总线在BMS中的一些关键应用：
◉ 数据采集与监控：BMS通过CAN总线实时采集电池组的电压、电流、温度等参数，监控电池的状态，包括荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）和功率状态（SOP）。
◉ 电池单元的均衡管理：CAN总线连接各个电池单元监测模块，实现电池单元间的均衡控制，以保证电池组的一致性和性能。
◉ 故障诊断与告警：BMS利用CAN总线发送故障信息和告警，当检测到电池过充、过放、温度异常等问题时，及时通知系统采取措施。
◉ 控制命令的传递：BMS通过CAN总线向执行机构（如接触器、继电器）发送控制命令，实现对电池充放电的管理。
◉ 系统整合与信息共享：CAN总线作为车辆内部网络的一部分，将BMS与车辆其他系统（如电机控制器、车载充电器）连接起来，实现信息共享和系统整合。
◉ 通信协议的标准化：BMS-CAN协议V2等标准化通信协议的应用，使得不同厂商的BMS和车辆系统之间能够实现互操作。
◉ 物理层与数据链路层的规范：遵循ISO 11898-1:2015和SAE J1939-21等标准，BMS与储能变流器（PCS）之间通过CAN2.0B协议进行通信，保证了通信的可靠性和一致性。
◉ 报文格式的定义：定义了包括电池组总电压、总电流、SOC、SOH等参数的报文格式，以及充电限制电流、放电限制电流、充电限制电压、放电限制电压等限制信息的报文格式。
◉ 远程数据请求：利用CAN总线的远程帧功能，实现远程数据请求，提高了数据采集的灵活性。
◉自动重发功能：在数据传输过程中，如果出现错误，CAN总线支持自动重发功能，确保数据的完整性和可靠性。
在这些应用中，CAN总线显著增强了电池组的安全性、可靠性，并延长了其使用寿命。
BMS开发与测试的关键工具
Kvaser的CAN接口和数据记录仪在BMS开发和测试中扮演着重要角色。它们能够以经济高效的方式测量和收集并传输CAN总线上的数据，为监控、分析和决策提供支持。除此之外，还能够通过早期故障检测和预测提高效率；通过监控和自动化降低维护成本；以及监测整个系统中许多电池的物理状况和充电状态，为改善系统性能和降低应用行业的成本创造机会。
Kvaser的所有CAN接口和数据记录仪均可用于汽车和商用车，并与其他行业特定规范兼容，如NMEA 2000®，J1939，CANopen和DeviceNet。
