眾所周知，純電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出依靠電池，而電池管理系統(tǒng)BMS(Battery Management System)則是其中的核心，負(fù)責(zé)控制電池的充電和放電以及實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)估算等功能。如果說，把一臺電動(dòng)車比作人體的話，那么電池系統(tǒng)就是他的心臟，而BMS電池管理系統(tǒng)就是支配其身體運(yùn)作的大腦。今天我們就來認(rèn)識一下電動(dòng)汽車的智慧大腦——BMS電池管理系統(tǒng)。作為國內(nèi)電池企業(yè)的龍頭。

為什么要有BMS？    

既然叫做電池管理系統(tǒng)，BMS的主要工作就是處理和車載電池有關(guān)的任務(wù)。盡管當(dāng)前的電池制造工藝已經(jīng)讓各個(gè)電芯之間的差異化縮小，但是單節(jié)鋰電池之間仍然存在者內(nèi)阻、容量、電壓等差異，所以在實(shí)際應(yīng)用中，電池組內(nèi)部各單體電池容易出現(xiàn)散熱不均或過度充放電等現(xiàn)象。時(shí)間一長，這些處于不良工作狀態(tài)下的電池就很可能提前損壞，電池組的整體壽命也就大大縮短。

    不僅如此，電池處于嚴(yán)重過充電狀態(tài)下還存在爆炸的危險(xiǎn)，造成電池組損壞的同時(shí)還對使用者的人生安全造成威脅。因此，必須為電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池組配備一套具有針對性的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)，從而對電池組進(jìn)行有效的監(jiān)控、保護(hù)、能量均衡和故障警報(bào)，進(jìn)而提高整個(gè)動(dòng)力電池組的工作效率和使用壽命。

BMS的主要作用是什么？

    一臺電動(dòng)車有上百塊電芯，BMS是如何管理的？如果我們見到過，電池包的剖析圖我們會(huì)看到內(nèi)部具有上百塊的電芯，如何管理這些密密麻麻的電芯系統(tǒng)呢？BMS系統(tǒng)的主要工作分成兩大任務(wù)——對電池的檢測和保證電池安全。

    其中電池檢測實(shí)現(xiàn)相對簡單一些，主要是通過傳感器收集電池在使用過程中的參數(shù)信息比如：溫度、每一個(gè)電池單體的電壓、電流，電池組的電壓、電流等。這些數(shù)據(jù)在之后的電池組管理中起到至關(guān)重要的作用，可以說如果沒有這些電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)作為支撐，電池的系統(tǒng)管理就無從談起。

    如果我們把對電池的檢測流程，看成對電池“體檢”的話，那么這種“體檢”是在線的、持續(xù)的、不間斷的。過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，可及時(shí)查詢對應(yīng)電池狀況，并挑選出有問題的電池，從而保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性。當(dāng)電池的“體檢”結(jié)束之后，會(huì)進(jìn)入分析、診斷、計(jì)算的階段，之后生成“體檢報(bào)告”，這個(gè)過程可以理解為電池的狀態(tài)評估。

什么是SOC？

    如果你開過電動(dòng)車，那么肯定會(huì)在儀表盤上見到SOC的標(biāo)識，這又是什么意思呢？SOC即State of Charge，是電池組的荷電狀態(tài)簡稱，我們更習(xí)慣叫它電池剩余電量。SOC是判斷電池過充及過放等一系列故障的基礎(chǔ)，精確的估算SOC，可防止電池過充和過放，延長電池的使用壽命，從而提高電池的利用率。

    其實(shí)，除了SOC估算，還有SOH(State of Health),SOP(State of Power)，用戶可通過車上儀表顯示，看到這些數(shù)據(jù)，從而確認(rèn)電池的工作、功能狀態(tài)。據(jù)此，在保護(hù)電池的基礎(chǔ)上，將潛力發(fā)揮最大化，大大提升駕乘體驗(yàn)。

對于續(xù)航來說，SOC的精度很重要

    SOC的算法一直是電池管理系統(tǒng)(BMS)開發(fā)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，它計(jì)算的準(zhǔn)確與否直接影響到了，表顯續(xù)航與實(shí)際續(xù)航的差值，如果計(jì)算不夠精確的話，甚至?xí)?dǎo)致電池用盡車輛拋錨的情況出現(xiàn)。

關(guān)于電池狀態(tài)的估算，需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的計(jì)算。即準(zhǔn)確估計(jì)電池剩余電量，保證SOC維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充電或過放電對電池的損傷，從而隨時(shí)預(yù)報(bào)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或者儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)。SOC的估算精度高，對于相同量的電池，可以有更高的續(xù)航里程。所以，高精度的SOC估算可以有效地降低所需要的電池成本。

電池與人員安全的守護(hù)神

BMS還有另一大核心功能，就是為電池組和人員提供安全保障。

    眾所周知，電池過充、過放會(huì)帶來局部過熱，影響電池壽命不說，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到電池組的安全，進(jìn)而引發(fā)人身安全隱患。這時(shí)，BMS的“充放電管理”模塊就開啟了保護(hù)職能，一方面與整車、充電機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，另一方面實(shí)時(shí)提供電池狀態(tài)，便于及時(shí)發(fā)出指令控制，有效防止高充、低放的發(fā)生。

    在保護(hù)電池的模塊，均衡也是很重要的一環(huán)，是保護(hù)并提升電池壽命的必要手段。另外，電池的保護(hù)還包括過壓、欠壓、過溫、過流等的保護(hù)。簡單來說，當(dāng)實(shí)際參數(shù)高于或低于某約定值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)做出判斷，并采取斷開、預(yù)充等方式保護(hù)電池安全。

在人身安全方面，BMS通過高壓控制的手段來保護(hù)。電池高壓可達(dá)300-500V，遠(yuǎn)超人體安全電壓36V，風(fēng)險(xiǎn)隱患極大，必須做好高壓控制，最常見的就是繼電器、高壓互鎖、絕緣防護(hù)。周全的高壓防護(hù)控制，可有效保護(hù)司機(jī)、乘客和維護(hù)人員的人身安全。

總結(jié)

    今天我們一起了解了BMS電池管理系統(tǒng)和SCO的相關(guān)知識，一款電動(dòng)車的優(yōu)與劣除了機(jī)械部件的性能以外，BMS電池管理系統(tǒng)在其中承擔(dān)著重要的責(zé)任。BMS系統(tǒng)的好壞甚至?xí)姵叵到y(tǒng)與人員的安全造成影響。安裝優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)BMS能夠有效提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，并且延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池組及各電池單芯的運(yùn)行狀態(tài)，有效預(yù)防電池組自燃，如遇緊急情況提前對司機(jī)作出突發(fā)事件預(yù)警，為保障安全贏得時(shí)間。