綜合各國的電動(dòng)汽車(chē)研究情況，可以發(fā)現共同存在的一個(gè)現象，即電池是整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)研究中出問(wèn)題最多的部件。在電池生產(chǎn)的過(guò)程中，電池必須要經(jīng)過(guò)化成檢測工序，即在電池生產(chǎn)過(guò)程中需要對電池進(jìn)行多次充放電才能完成整個(gè)電池的生產(chǎn)。

所以化成控制系統的性能直接影響著(zhù)鋰電池的技術(shù)狀態(tài)、使用壽命，并決定著(zhù)放電時(shí)對電網(wǎng)的污染程度。為了滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際運行需求，電池管理系統在功能、可靠性、實(shí)用性、安全性等方面都做出了重要努力。

電池管理系統簡(jiǎn)介：

電池管理系統（Battery Management System，BMS），電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統（BMS）是連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶，其主要功能包括：電池物理參數實(shí)時(shí)監測;電池狀態(tài)估計;在線(xiàn)診斷與預警;充、放電與預充控制;均衡管理和熱管理等。

電池管理系統的應用：

電池管理系統（Battery Management System，BMS）的主要任務(wù)是保證電池系統的設計性能：

1）安全性，保護電池單體或電池組免受損壞，防止出現安全事故；

2）耐久性，使電池工作在可靠的安全區域內，延長(cháng)電池的使用壽命；

3）動(dòng)力性，維持電池工作在滿(mǎn)足車(chē)輛要求的狀態(tài)下。

動(dòng)力電池的基本概念：

（1）電池容量

池容量是蓄電池的一個(gè)重要性能參數，它表示在一定放電率、溫度、終止電壓等的條件下，電池放出的電量。

電池容量用 C表示，其單位用安時(shí)（Ah）、毫安時(shí)（mAh）表示。

（2）充電速率和放電速率

此概念利用電池額定容量和充電時(shí)間（放電時(shí)間）的比值來(lái)表示，可以比較不同電池的充放電速度。

（3）電池的過(guò)充

電池的過(guò)充即是對電池進(jìn)行了過(guò)度的充電，過(guò)充會(huì )給電池造成一定的損害。當快接近充電結束的過(guò)程時(shí)，即電池電量快滿(mǎn)的時(shí)候，只能用小電流對電池進(jìn)行低速率充電。因為只有小電流充電所產(chǎn)生的極化現象較輕，在電池內部積聚的氣體較少，而且給電池散熱的時(shí)間充足。

（4）充電終止電壓/放電終止電壓

當蓄電池充滿(mǎn)電時(shí)，表示電池極板上的活性物質(zhì)已經(jīng)達到飽和狀態(tài)，所以在這個(gè)時(shí)候即使繼續對蓄電池充電，蓄電池的電壓再也不會(huì )升高，此時(shí)蓄電池的電壓稱(chēng)為充電終止電壓。類(lèi)似地，放電終止電壓就是放電時(shí)候能達到的最低電壓。

（5）電池的內阻

蓄電池兩端測得的阻值稱(chēng)為蓄電池的內阻。

（6）電池的生命周期及老化

電池的整個(gè)生命周期會(huì )經(jīng)歷以下三個(gè)階段：在剛開(kāi)始使用階段時(shí)，容量會(huì )增大5%~10%；接下來(lái)的階段，容量保持不變；最后一個(gè)階段，電池容量開(kāi)始慢慢減少。這段容量減少的階段就是電池的老化階段。一般來(lái)說(shuō)，當電池容量降到額定容量的 80%時(shí)，則認為電池壽命結束。

一個(gè)成熟電池管理系統應具備的十大功能

電池管理系統的主要組成及功能：

（1）電池終端模塊（主要進(jìn)行數據采集，如：電壓參數、電流參數、溫度、通信信號等）；

（2）中間控制模塊（主要與整車(chē)系統進(jìn)行通訊，控制充電機等）；

（3）顯示模塊（主要進(jìn)行數據呈現，實(shí)現人機交互）。

為滿(mǎn)足相關(guān)的標準或規范，BMS的這些組成模塊要完成的如下工作：

（1）電池參數檢測。包括總電壓、總電流、單體電池電壓檢測（防止出現過(guò)充、過(guò)放甚至反極現象）、溫度檢測（最好每串電池、關(guān)鍵電纜接頭等均有溫度傳感器）、煙霧探測（監測電解液泄漏）、絕緣檢測（監測漏電）、碰撞檢測等；

（2）電池狀態(tài)估計。包括荷電狀態(tài)（SOC）或放電深度（DOD）、健康狀態(tài)（SOH）、功能狀態(tài)（SOF）、能量狀態(tài)（SOE）、故障及安全狀態(tài)（SOS）等；

（3）在線(xiàn)故障診斷。包括故障檢測、故障類(lèi)型判斷、故障定位、故障信息輸出等。故障檢測是指通過(guò)采集到的傳感器信號，采用診斷算法診斷故障類(lèi)型，并進(jìn)行早期預警。

電池故障是指電池組、高壓電回路、熱管理等各個(gè)子系統的傳感器故障、執行器故障（如接觸器、風(fēng)扇、泵、加熱器等），以及網(wǎng)絡(luò )故障、各種控制器軟硬件故障等。電池組本身故障是指過(guò)壓（過(guò)充）、欠壓（過(guò)放）、過(guò)電流、超高溫、內短路故障、接頭松動(dòng)、電解液泄漏、絕緣降低等；

（4）電池安全控制與報警。包括熱系統控制、高壓電安全控制。BMS診斷到故障后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通知整車(chē)控制器，并要求整車(chē)控制器進(jìn)行有效處理（超過(guò)一定閾值時(shí)BMS也可以切斷主回路電源），以防止高溫、低溫、過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、漏電等對電池和人身的損害；

（5）充電控制。BMS中具有一個(gè)充電管理模塊，它能夠根據電池的特性、溫度高低以及充電機的功率等級，控制充電機給電池進(jìn)行安全充電；

（6）電池均衡。不一致性的存在使得電池組的容量小于組中最小單體的容量。電池均衡是根據單體電池信息，采用主動(dòng)或被動(dòng)、耗散或非耗散等均衡方式，盡可能使電池組容量接近于最小單體的容量；

（7）熱管理。根據電池組內溫度分布信息及充放電需求，決定主動(dòng)加熱/散熱的強度，使得電池盡可能工作在最適合的溫度，充分發(fā)揮電池的性能；

（8）網(wǎng)絡(luò )通訊。BMS需要與整車(chē)控制器等網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)通信；同時(shí)，BMS在車(chē)輛上拆卸不方便，需要在不拆殼的情況下進(jìn)行在線(xiàn)標定、監控、升級維護等，一般的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )均采用CAN；

（9）信息存儲。用于存儲關(guān)鍵數據，如SOC、SOH、SOF、SOE、累積充放電Ah數、故障碼和一致性等；

（10）電磁兼容。由于電動(dòng)車(chē)使用環(huán)境惡劣，要求BMS具有好的抗電磁干擾能力，同時(shí)要求BMS對外輻射小。

一個(gè)成熟電池管理系統應具備的十大功能

小結

綜上所述，成熟的電池管理系統應該對電池組進(jìn)行安全監控及有效管理，提高電池的使用效率，增加續駛里程、延長(cháng)電池使用壽命、降低運行成本。電池管理系統在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的同時(shí)，其技術(shù)也取得了長(cháng)足的進(jìn)步。

來(lái)源：蓋世汽車(chē) 作者：佚名
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