動力電池是電動汽車關鍵技術之一，必須配備電池管理系統(tǒng)（BMS）。這對初入行的工程技術人員而言，感到迷惑。以前干電池、燃油車上啟動電池，都沒有聽說過什么“電池管理系統(tǒng)（BMS）”的這個說法。為什么到動力電池用到汽車上，必須要配電池管理系統(tǒng)（BMS）產品了？筆者拿到了一款國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品技術說明書資料，結合這款產品，進行解析，大家參考。

一、為什么要電池管理系統(tǒng)（BMS）？

從硬件上說，動力電池系統(tǒng)結構的最小單元是電池單體，基本單位是模組，模組再組裝成電池箱，電池箱連接其起來為電池系統(tǒng)。其基本原理是按一定技術要求串（并）聯起來的。

從構成結構上說，電池電池對外一個完整的產品，但是內部結構連接起來，工藝十分復雜，除了電池單體、模組、電池箱等硬件本身的連接，還有電池恒溫系統(tǒng)、安全防火系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)，與動力電池之間也要交換信息，必須有機協(xié)調起來。如何能協(xié)調好呢？自然就提出要有管理要求，這里管理是指計算機管理級系統(tǒng)，于是產生電池管理系統(tǒng)（BMS）。

二、電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本功能

①管理電池類別：磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰、咕酸鋰、鉛酸等類型電池及超級電容等動力電池；

②監(jiān)測并指示電池/電容狀況(電壓、溫度、電流、剩余能量)、在異常情況下向用戶發(fā)出報警信號（聲光）；

③根據控制策略切斷電力傳送鏈路，可以保護電池安全；

④能量均衡作用，使得系統(tǒng)中電池剩余能量趨于一致，延長系統(tǒng)的整體放電時間，從而延長電池使用壽命；

（說明：②是基本功能；③要有一定工程積累；④技術難度較大；）

三、電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本功能邏輯框圖

基本功能邏輯框圖，如圖1所示。

圖1 廠家實際產品說明書資料（1）

①顯示模塊負責顯示電池的數據、給出聲光報警、記錄數據。

②中控模塊負責 SOC 計算、產生各類報警數據、控制充放電電路、測量高壓線路絕緣性能。

③終端模塊負責測量電池電壓及溫度、均衡電池能量、控制電池箱風扇。

圖2 廠家實際產品說明書資料（2）：終端模塊硬件框圖

四、安裝工藝解析

從產品（圖3）外殼上看，采用了輕量化設計，用了鋁拉伸工藝，符合汽車級IP要求；

圖3 廠家實際產品說明書資料（3）：產品外形實物

從接口（圖4）上，接插比較方便，便于安裝和維護，使用 2 個 M6 六角螺栓固定模塊，為側面引線，引線處要留足夠空間，符合主機廠生產線的要求。

圖4 廠家實際產品說明書資料（3）：采用接插件接口

五、主被動式一體均衡功能

這一款產品的介紹的，是主被動式一體均衡功能，均衡電流 50Ma。當充電時 BMS 切換成耗能式均衡模式，即將容量比較足的電池進行放電。當放電時 BMS 切換成補電式均衡模式，即將容量比較低的電池進行充電。延長電池組使用壽命。 卻沒有系統(tǒng)而詳細介紹其原理及技術，下面是均衡充電曲線，如圖5所示。

圖5 均衡充電圖

電池管理系統(tǒng)（BMS）產品，中外廠家都對外宣稱，有被動均衡、主動均衡功能。筆者聽過關日本大公司的介紹，動力電池主動均衡技術已經實現，但是比較復雜，成本較高，目前還沒有用商品上來。

六、充電控制策略介紹

充電設置了3重控制：前導時間控制，溫度控制，電壓控制，最后的充電電流取3者中的最小者。其基本策略是：

①初始充電時，不要一下子將充電電流加到額定充電電流，最好有個逐步遞升的過程。這款產品在設定的前導時間內，將充電電流線性提升到額定電流；

②當最高單體電壓達到報警門檻時，充電電流不能太大，否則電池電壓很容易越過嚴重的門檻，處于危險之中。所以充電電流跟最高單體電壓有個對應關系；

③在低溫時，充電會嚴重影響電池的性能，所以充電電流還需要有一個由溫度控制的關系。

七、筆者的體會

通過對這款國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品技術的解析，有如下體會：

①國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品進步很快，已經出口到電動汽車技術先進的國家，產品層面能達到IP級別；

②國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品，在控制策略方面，更適宜中國電動汽車使用環(huán)境；

③國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品在輕量化和集成上做了大量有成效工作，得到越來越多用戶的肯定；

④國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品里芯片主要還是國外的；

⑤國產電池管理系統(tǒng)（BMS）產品供應商服務響應比較快，產品價格有比較優(yōu)勢，質量是越來愈好。

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