所以化成控製係統的性能直接影響著鋰電池的技術狀態、使用壽命
，並決定著放電時對電網的汙染程度。為了滿足電動汽車的實際運行需求，電池管理係統在功能、可靠性
、實用性

、安全性等方麵都做出了重要努力。

 

 

電池管理係統(Battery Management System，BMS)
，電動汽車電池管理係統(BMS)是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括:電池物理參數實時監測;電池狀態估計；在線診斷與預警；充、放電與預充控製；均衡管理和熱管理等。

 

 

電池管理係統(Battery Management System，BMS)的主要任務是保證電池係統的設計性能：

 

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
，延長電池的使用壽命
；

 

3)動力性，維持電池工作在滿足車輛要求的狀態下。

 

 

(1)電池容量

池容量是蓄電池的一個重要性能參數，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(Ah)、毫安時(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間(放電時間)的比值來表示
，可以比較不同電池的充放電速度。

 

(3)電池的過充

dianchideguochongjishiduidianchijinxingleguodudechongdian
，guochonghuigeidianchizaochengyidingdesunhai。dangkuaijiejinchongdianjieshudeguochengshi，jidianchidianliangkuaimandeshihou，zhinengyongxiaodianliuduidianchijinxingdisulvchongdian。yinweizhiyouxiaodianliuchongdiansuochanshengdejihuaxianxiangjiaoqing
，zaidianchineibujijudeqitijiaoshao，erqiegeidianchisanredeshijianchongzu。

 

(4)充電終止電壓/放電終止電壓

當dang蓄xu電dian池chi充chong滿man電dian時shi，表biao示shi電dian池chi極ji板ban上shang的de活huo性xing物wu質zhi已yi經jing達da到dao飽bao和he狀zhuang態tai，所suo以yi在zai這zhe個ge時shi候hou即ji使shi繼ji續xu對dui蓄xu電dian池chi充chong電dian

，蓄xu電dian池chi的de電dian壓ya再zai也ye不bu會hui升sheng高gao，此ci時shi蓄xu電dian池chi的de電dian壓ya稱cheng為wei充chong電dian終zhong止zhi電dian壓ya。類lei似si地di

，放fang電dian終zhong止zhi電dian壓ya就jiu是shi放fang電dian時shi候hou能neng達da到dao的de最zui低di電dian壓ya。

 

(5)電池的內阻

蓄電池兩端測得的阻值稱為蓄電池的內阻。

 

(6)電池的生命周期及老化

電池的整個生命周期會經曆以下三個階段：在剛開始使用階段時，容量會增大5%~10%

；接下來的階段，容量保持不變
；最後一個階段，電池容量開始慢慢減少。這段容量減少的階段就是電池的老化階段。一般來說，當電池容量降到額定容量的 80%時，則認為電池壽命結束。

 

圖1.車用BMS軟硬件基本框架

 

 

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

 

(2)中間控製模塊(主要與整車係統進行通訊，控製充電機等)；

 

(3)顯示模塊(主要進行數據呈現
，實現人機交互)。

 

 

(1)電池參數檢測。包括總電壓、總電流、單體電池電壓檢測(防止出現過充、過放甚至反極現象)
、溫度檢測(最好每串電池、關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)電池狀態估計。包括荷電狀態(SOC)或放電深度(DOD)、健康狀態(SOH)
、功能狀態(SOF)、能量狀態(SOE)
、故障及安全狀態(SOS)等
；

 

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

 

電池故障是指電池組、高壓電回路、熱管理等各個子係統的傳感器故障、執行器故障(如接觸器
、風扇、泵、加熱器等)，以及網絡故障、各種控製器軟硬件故障等。電池組本身故障是指過壓(過充)、欠壓(過放)、過電流
、超高溫、內短路故障
、接頭鬆動、電解液泄漏、絕緣降低等；

 

(4)電池安全控製與報警。包括熱係統控製、高壓電安全控製。BMS診斷到故障後，通過網絡通知整車控製器
，並要求整車控製器進行有效處理(超過一定閾值時BMS也可以切斷主回路電源)
，以防止高溫、低溫、過充、過放、過流、漏電等對電池和人身的損害；

 

(5)充電控製。BMS中具有一個充電管理模塊

，它能夠根據電池的特性
、溫度高低以及充電機的功率等級，控製充電機給電池進行安全充電；

 

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

 

(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，充分發揮電池的性能；

 

(8)網絡通訊。BMS需要與整車控製器等網絡節點通信
；同時，BMS在車輛上拆卸不方便，需要在不拆殼的情況下進行在線標定
、監控
、升級維護等
，一般的車載網絡均采用CAN；

 

(9)信息存儲。用於存儲關鍵數據，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。由於電動車使用環境惡劣，要求BMS具有好的抗電磁幹擾能力，同時要求BMS對外輻射小。

 

圖2.電池管理係統算法框架

 

 

綜上所述，成熟的電池管理係統應該對電池組進行安全監控及有效管理

，提高電池的使用效率，增加續駛裏程、延長電池使用壽命、降低運行成本。電池管理係統在電動汽車發展的同時，其技術也取得了長足的進步。