我們知道，電池管理系統和動力電池組一起組成電池包整體。與電池管理系統有通訊關系的兩個部件，整車控制器和充電機。電池管理系統，向上，通過CAN總線與電動汽車整車控制器通訊，上報電池包狀态參數，接收整車控制器指令，配合整車需要，确定功率輸出；向下，監控整個電池包的運行狀态，保護電池包不受過放、過熱等非正常運行狀态的侵害；充電過程中，與充電機交互，管理充電參數，監控充電過程正常完成。

随着锂電池技術的應用，動力電池系統能量密度更高，容量更大，運行時間更長，對BMS的功能也提出了新的要求。按照采集模塊和主控模塊在實體上的分配布置不同，從拓撲架構上看BMS根據不同項目需求分為了集中式（Centralized）和分布式（Distributed）兩類。還有一種半分布式管理系統(BMU 少量大CSC方式)：簡單一些來說，這就是兩種模式的妥協。

集中式管理系統(大BMS方式)，形式上，整個管理系統安置在一個盒體裡。這種管理架構，是将所有的采集單體電壓&電壓備份和溫度的單元全部集中在一塊BMS闆上，由整車控制器直接控制繼電器控制盒。大部分低壓的HEV都是這樣的結構。BMS系統全部電壓，溫度，電流采集信号線，直接連接到控制器上。采集模塊和主控模塊的信息交互在電路闆上直接實現。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優點，一般常見于容量低、總壓低、電池串數比較少，電池系統體積小的應用場景中，比如總體電壓比較低的小型車上。

集中式架構的BMS硬件可分為高壓區域和低壓區域。高壓區域負責進行單體電池電壓的采集、系統總壓的采集、絕緣電阻的監測。低壓區域包括了供電電路、CPU電路、CAN通信電路、控制電路等。可取之處在于，省去了從闆，進而省去了主闆從闆之間的通訊線束和接口，造價低，信号傳遞可靠性高。缺點也很明顯，全部線束都直接走線到控制盒，無論控制器布置在什麼位置，總有一部分線束會跑長線。信号受到幹擾的幾率增加，線束質量和制作水平以及固定方式也受到考驗。

分布式管理系統(BMU 多個CSC方式)：這種是将電池模組(模組和CSC一配一的方式)的功能獨立分離，整個系統形成了CSC(單體電池組管理單元)、BMU(電池管理控制器)、S-Box繼電器控制器和整車控制器，三層兩個網絡的形式。形式上，就是一個主控盒和幾個從控盒共同組成。主控盒隻接入通訊線，主控負責采集的信号線，給從闆提供的電源線等必須的線束。而從控盒，則布置在自己需要負責采集溫度、電壓的電池模組附件，把采集到的信号通過CAN線報告給主控模塊。有的電池模組，直接把電壓、溫度采集線做在模組内部，用一個線對線連接器引出。電池包組裝時，直接對插連接器即可。

分布式的BMS架構能較好的實現模塊級（CSC Module）和系統級（Pack）的分級管理。由從控單元LECU（Local ElectronicControl Unit）負責對Module中的單體進行電壓檢測、溫度檢測、均衡管理以及相應的診斷工作；由高壓管理單元（HVU）負責對Pack的電池總壓、母線總壓、絕緣電阻等狀态進行監測（母線電流可由霍爾傳感器或分流器進行采集）；且LECU和HVU将分析後的數據發送至主控單元BMU（Battery Management Unit），由BMU進行電池系統BSE(Battery State Estimate)評估、電系統狀态檢測、接觸器管理、熱管理、運行管理、充電管理、診斷管理、以及執行對内外通信網絡的管理。

下圖是一個分布式系統中的BMS從闆。

分布式，優點是可以将模組裝配過程簡化，采樣線束固定起來相對容易，線束距離均勻，不存在壓降不一的問題；如後面分析的那樣，當電池包大了以後，這種模式就很有優勢了。缺點是成本較高，需要額外的MCU，獨立的CAN總線支持将各個模塊的信息整合發送給BMS，總線的電壓信息對齊設計也相對複雜。這種方案系統成本最高，但是移植起來最方便，屬于單價高開發成本低的典型，電池包可大可小。主要應用于高電壓系統，電池串數多，或者商用車這種一輛車上布置幾個電池箱的情況。這樣的設計，确實帶來了成本的小幅提高。但同時減少了線束應用，降低了現場接線工作量，也就降低了接線錯誤的幾率。分布式，是适合于大批量，自動化生産的設計形式。

對于分布式BMS，由1個主控制器、1個高壓控制器、若幹個從控制器及相關采樣控制線束組成，通過CAN總線實現各控制器間信息交互，如下圖所新能源車輛高壓電池組的電池管理系統采用的分布式結構，拓撲結構如下圖所示：

• BMU：BMS 總控制器，處理從控制器和高壓控制器上報的信息，同時根據上報信息判斷和控制動力電池運行狀态，充放電控制，實現BMS相關控制策略，并作出相應故障診斷及處理。

• BCU：BMS 從控制器，實時采集并上報動力電池單體電壓、溫度信息采集，反饋每一串電芯的SOH和SOC，同時具備主動/被動均衡電路功能，有效保證了動力使用過程中電芯的一緻性。

• IVU：電池組電流、總電壓采集，也有稱為高壓控制器，實時采集并上報動力電池總電壓、電流信息，通過其硬件電路實現按時積分，為主闆計算荷電狀态（Stateof Charge，SOC）、健康狀态（State ofHealth，SOH）提供準确數據，同時可實現預充電檢測和絕緣檢測功能。

• 絕緣模塊，采樣控制線束為動力電池各種信息采集和控制器間信息交互提供硬件支持，同時在每一根電壓采樣線上增加冗餘保險功能，有效避免因線束或管理系統導緻的電池外短路，實現電池組絕緣電阻采集, 可以與 IVU集成。

下圖是分布式和集中式架構基本對比。

半分布式管理系統是上述兩種模式的妥協，主要用于模組排布比較奇特的包上。這是一種是将電池管理的子單元做的大一些，采集較多的單體通道，這樣做的好處是整個系統的部件較少，但是需要注意的是這種方式優勢不太明顯，主要是部件不少而且功能集中度也高一些，是三種方案裡面成本較高的方案。

對于具有幾十個電池的電池系統，可能隻有一個BMS控制器，或者甚至将BMS功能集成到車輛的主控制器中。對于具有數百個電池單元的電池系統，可能有一個主控制器和多個僅管理一個電池模塊的從屬控制器

對于48V系統， 則選用集中式電池管理系統。48V BMS 系統的拓撲結構如下圖所示，BMS控制器負責電池單體電壓、溫度采集，電池組間的主、被動均衡，電池組參數計算以及充放電控制。

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