BMU
模组级管理单元
TIANCHU BMS & Battery Safety
从实时感知到主动防护，
构建电池系统安全闭环
以分层 BMS 架构为基础， 对电池电压、温度、电流、绝缘、压力、门禁和消防状态持续感知， 通过状态估算、故障判断、分级限功率和主动隔离， 让每一次风险都可识别、可控制、可记录。
多维感知 · 模组级 / Pack 级 / Rack 级 / 系统级
分级 BMS 架构 · BMU / BCU / System BMS
风险闭环 · 感知 → 判断 → 限功率 → 隔离 → 记录
安
安全全 完整监测
靠
更可靠 冗余架构
准
更高效 精准估算
闭
全链闭环 联动保护
SOC 58%
SOH 95%
SOP 51%
温度 31.4°C
BCU
电池簇控制单元
10,000+ 实时采样点位
100 ms 数据刷新周期
<100 ms 保护响应时间
按合同 可用性目标
多维感知：覆盖电芯到环境的全域感知
温
电芯电压 / 温度 单体状态
压
压力 / 膨胀 / 气体 热失控前兆
绝
绝缘 / 线束 / 漏电 高压安全
门
门禁 / 烟感 / 浸水 环境状态
环
环境温湿度 / 风机 运行环境
消
消防 / 声光 / 告警 联动反馈
精准估算：看清真实状态
SOC 估算曲线
SOH 退化趋势
温度分布趋势
功率能力边界
主动均衡效果
事件闭环：从发现到记录的完整链路
发现
温度异常升高
电芯偏差扩大 TMAX 31.4 → 46.2°C
电芯偏差扩大 TMAX 31.4 → 46.2°C
判断
风险评估
模型识别 高风险
模型识别 高风险
限功率
降低充放电功率
控制温升 功率限制 60%
控制温升 功率限制 60%
隔离
故障簇隔离
阻断风险传播 隔离完成
阻断风险传播 隔离完成
安全状态
进入安全运行
其他簇继续工作 系统安全
其他簇继续工作 系统安全
记录
事件全量留存
支持审计 证据完整
支持审计 证据完整
保护状态机：分级策略，主动防护
L0 正常
系统运行正常
系统运行正常
L1 预警
趋势异常
趋势异常
L2 告警
限功率运行
限功率运行
L3 故障
故障簇隔离
故障簇隔离
L4 紧急
系统级停机
系统级停机
L0 正常
正常运行
L1 预警
风险上升
L2 告警
限功率运行
L3 故障
簇级隔离
L4 紧急
系统停机
四层安全防线：层层设防，环环相扣
系
系统层 System 系统联锁 · 消防保护 · 高压下发
簇
电池簇 BCU 高压保护 · 绝缘监测 · 隔离策略
模
模组 BMU 采样监控 · 均衡管理 · 温度监控
芯
电芯 Cell 电压温度 · 状态识别 · 基础安全
阈值与风险矩阵
| 指标 | 单位 | 正常 | 预警 L1 | 告警 L2 | 故障 L3 | 紧急 L4 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 单体电压 | V | 2.80–3.60 | <2.70 / >3.65 | <2.60 / >3.70 | <2.40 / >3.80 | <2.20 / >3.90 |
| 温度 | °C | ≤45 | >45 | >55 | >65 | >75 |
| 温升变化率 | °C/min | ≤1 | >1 | >2 | >3 | >5 |
| 压差 | kPa | ≤15 | >15 | >25 | >40 | >60 |
| 绝缘电阻 | MΩ | ≥10 | 5–10 | 1–5 | 0.5–1 | <0.5 |
热管理闭环：看得见、调得动、控得住
温 温度采集
电芯 / 模组
趋 趋势判断
温升 / ΔT
流 流量计算
泵 / 阀调节
控 执行控制
液冷 / 风机
系统协同：与 PCS、EMS、热管理、消防联动
BMS 分层架构
PCS
功率控制
充放电执行
EMS
调度下发
能量管理
热管理
液冷泵阀
风机控制
消防系统
烟感气体
灭火联动
云平台
运维监控
事件管理
一次完整异常事件：证据链全记录 示例
| 状态 | 时间 | 模块节点 | 事件类型 | 事件描述 | 关键结果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 正常 | 14:35:12.123 | BMU-3-07 | 温度监测 | Tmax 46.2°C → 47.1°C | 趋势上升 |
| 预警 | 14:35:12.256 | BCU-Rack-3 | 风险评估 | 温度变化率超过 L1 阈值 | L1 预警建立 |
| 告警 | 14:35:12.742 | System BMS | 限功率 | 充放电功率下降至 60% | 策略下发 |
| 告警 | 14:35:12.812 | BCU-Rack-3 | 隔离执行 | 故障簇断开 | 隔离完成 |
| 故障 | 14:35:13.204 | System BMS | 状态稳定 | 系统进入安全运行模式 | 运行稳定 |
| 信息 | 14:35:30.000 | Cloud | 事件归档 | 事件包上传云端 | 记录成功 |
验证闭环：用数据与测试校核安全设计
故障注入测试
过压 / 欠压 通过
过温 / 欠温 通过
绝缘故障 通过
通讯故障 通过
HIL 半实物仿真
场景数量 多场景示意
策略验证 通过
联锁验证 通过
覆盖率 按验证计划
整机柜联调
并联数量 8 柜组
负载工况 300+
互联联动 通过
运行时长 500h+
第三方检测
功能安全 满足
绝缘耐压 满足
环境可靠 满足
认证 / 安规 完备
可校验：安全成果可度量、可交付、可审计
版 策略包与参数
版本管理 / 参数可追溯
保 保护配置清单
阈值 / 联锁 / 保护逻辑
事 事件证据包
原始数据 / 日志 / 曲线
测 测试报告
验证场景 / 覆盖率 / 结论
安 安全运营模板
检查表 / 风险 / 处置
远 远程运维服务
升级 / 诊断 / 技术支持