BMS電池管理系統(tǒng)英文的縮寫。但大家對這一概念理解起來還比較困難。一是名稱太專業(yè)，二是跨專業(yè)太多；三是動力電池是物理系統(tǒng)，如何能按“人”的意圖管理自己呢？有些玄乎！BMS電池管理系統(tǒng)是突破動力電池這一瓶頸重要措施之一，下面是筆者用《易經(jīng)》“象、數(shù)、氣、理”表示法，解析BMS，供你參考。

一、《易經(jīng)》是什么？

《易經(jīng)》是一本經(jīng)典，回答起來比較困難。大學者是這樣講的，《易經(jīng)》包羅萬象，有64卦，前30卦講天道，后34卦講人道，是人生寶典，遇到困難，查一查《易經(jīng)》一定會有啟發(fā)。

BMS是最新的技術(shù)，《易經(jīng)》有幾千年?！兑捉?jīng)》與BMS有關(guān)聯(lián)？《易經(jīng)》中哪一個卦與BMS有關(guān)？肯定地說，沒有。但細想不對，既然是電池管理系統(tǒng)，就一定能在《易經(jīng)》中找到啟發(fā)。要讀懂《易經(jīng)》已經(jīng)不容易了，從《易經(jīng)》中找到啟發(fā)？還要用《易經(jīng)》來解釋《BMS》，不是開玩笑吧？

BMS是科學，不可以開玩笑。但是用目前科學的辦法來解釋BMS，非專業(yè)人士確卻是聽不懂，還有許多專業(yè)人士也沒有聽懂，于是不得不裝懂。

如何辦？筆者理解，用不同于科學方法來解釋BMS，其目的是什么？主要要能讓非專業(yè)人員能聽懂，由不專業(yè)一步一步變成專業(yè)，進一步用好電池管理系統(tǒng)。

二、電池管理系統(tǒng)（BMS）的“象”是什么？

第一個問題是電池管理系統(tǒng)（BMS）有沒有“象”？筆者認為有，電池管理系統(tǒng)（BMS）的概念，就是“象”。

①動力電池單體的外形有圓形（見圖1左）、矩形、扁平形等三種。圓形成組（模組）上面有一塊電路控制板見（圖1右邊）。

圖1 圓形單體、圓形模組

②在電池成組基礎(chǔ)上再形成電動汽車供電系統(tǒng)

電動汽車供電系統(tǒng)有一體化（見圖2）和分布式。電動乘用車一般是一體化電池系統(tǒng)，電動公交車一般是分布式電池系統(tǒng)。與電池系統(tǒng)配套的有多塊電路控制板（注意：已經(jīng)封裝）。

圖2 一體化動力電池系統(tǒng)

從上面實體（硬件）層面，人們得到動力電池系統(tǒng)一部分”象“。一體化動力電池系統(tǒng)是一個比較大的”象“；模組是一個中等級別的”象“；單體是單元級別的小”象“。如果提升，”象“是現(xiàn)在的系統(tǒng)概念，即對應(yīng)小系統(tǒng)、中系統(tǒng)、大系統(tǒng)三基本的系統(tǒng)。

三、電池管理系統(tǒng)（BMS）的“數(shù)”是什么？

①一個汽車供電系統(tǒng)有多個模組分系統(tǒng)組成，一個模組系統(tǒng)有眾多的電池單體組成。具體到車型，有多少模組是確定的，同理有多少電池單體也是確定的。比如，特斯拉電動汽車有7000多個單體電池。

②針對具體車型，還有一個大系統(tǒng)級別的電路控制板，每一個模組系統(tǒng)有一個電路控制板。

③每一個系統(tǒng)都可以細分單元，這個單元數(shù)目，也是電池管理系統(tǒng)（BMS）的“數(shù)”。

④細分目的不同、標準不同，得到的”數(shù)“也是不相同的。

數(shù)來源有依據(jù)，就是數(shù)據(jù)。道理要有數(shù)據(jù)作支撐。要理解電池管理系統(tǒng)（BMS），必須了解其中的數(shù)據(jù)。

四、電池管理系統(tǒng)（BMS）的“氣”是什么？

這里不討論大氣空間的氣體。那討論什么”氣？經(jīng)常說某一個人有“氣質(zhì)”，這里的“質(zhì)”指的是人的身體，”氣“是指人的精神面貌。有“氣質(zhì)”的人，一是身體健康的人，二是其精神面貌也好，二者不可缺。但身體好的人，不一定有氣質(zhì)。

電池管理系統(tǒng)（BMS）管理目的是保障動力供電系統(tǒng)要有良好“氣質(zhì)”。這個質(zhì)，是動力電池物理質(zhì)量優(yōu)良。但是如何解釋動力供電系統(tǒng)的”氣“呢？還是一個比較困難的事情。

大家都認為，特斯拉電池管理系統(tǒng)好，但是好在哪里？又說不清楚。筆者理解，其實是他們對動力電池系統(tǒng)運行的”氣“管理得比較優(yōu)秀。這個是不清，看不見的“氣”，才是特斯拉最核心的競爭力。

《易經(jīng)》中五行論，即“金、木、水、火、土”（見圖3）。而金、木、水、火、土”是5種物資。但“行”是什么意思？即“行”是運動的意思。

圖3 ”金、木、水、火、土”相生、相克關(guān)系

”金、木、水、火、土“是固定的，哪來運動呢？彼此之間哪來的相生、相克的呢？箭頭代表什么？如果是”氣“在運動，其運動有一定方向性、有路徑的。這個解釋就合理了。”金、木、水、火、土“五行理論，已經(jīng)指導中國人有幾千年了。說明運動物體、活人一定有”氣“伴隨著。人們理解了”氣“，就可以把控””氣“運行方向和運動軌跡。同理，動力電池系統(tǒng)是一個繁雜的動態(tài)的、是運動的系統(tǒng)，必然也有看不“氣”伴隨著。

五、電池管理系統(tǒng)（BMS）的“氣”的載體是什么？

《易經(jīng)》中五行學說，用與人密切相關(guān)的“金、木、水、火、土”5種物質(zhì)特性及彼此作用，表述自然世界的變化規(guī)律性?！皻狻笔强床灰姷摹Ｍ?，要找到電池管理系統(tǒng)（BMS）的“氣”的載體是什么？就可以把握其變化方向和變化軌跡。

1）電池管理系統(tǒng)（BMS）中的三個變量

電池性能是很復雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。目前專業(yè)里面用SOC、SOP和SOH三個變量變量來描述，電池狀態(tài)變化方向和變化軌跡。

①SOC （荷電狀態(tài)）: 是BMS中最重要的參數(shù)。簡單的說就是電池還剩下多少電？告訴駕駛員電動汽車還能跑多少里程。其取值范圍為0~1，當SOC=0時表示電池放電完全，當SOC=1時表示電池完全充滿。      

②SOP：是實時在線估算電池的每一個等效阻抗，要估算出下一時刻這個電壓急速下降的電芯最大輸出功率以限制電池的使用，從而保護電池。   

③SOH：簡單理解為電池的極限容量大小。是電池使用一段時間后性能參數(shù)與標稱參數(shù)的比值，新出廠電池為100%，完全報廢為0%。

其中，SOC （荷電狀態(tài)）是最重要的變量，所以它的精度和魯棒性（也叫糾錯能力）極其重要。

2）電池管理系統(tǒng)（BMS）中的三個變量的值為什么叫估計值

SOC、SOP和SOH這三個值，是通過傳感器測量后的值，為什么叫估計值呢？目前技術(shù)水平還是比較低，得到的值誤差太大。世界上5大品牌，電池管理系統(tǒng)（BMS）中的三個變量的值性能指標對比（見表1）。

表1  世界上5大品牌性能指標對比

表中是誤差在百分之幾的數(shù)量級，而測量級誤差要求千分之幾、萬分之幾以內(nèi)。說明這個技術(shù)要求很高，目前技術(shù)手段相對落后，同時也說明其潛力也很大。世界上5大品牌水平如此，其他品牌的水平一定在這些品牌之下。

3)電池管理系統(tǒng)（BMS）中“管理”是如何體現(xiàn)的？

SOC、SOP和SOH三個變量還是估計值，沒有體現(xiàn)有“管理”功能。電池管理系統(tǒng)必須具備均衡功能，否則電池管理系統(tǒng)（BMS）僅僅是數(shù)據(jù)采集器。單體電池間的均衡，即為單體電池均衡充電，使電池組中各個電池都達到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開發(fā)的一項電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。電池管理系統(tǒng)（BMS）中有：

①被動均衡：一般采用電阻放熱的方式將高容量電池“多出的電量”進行釋放，從而達到均衡的目的，電路簡單可靠，成本較低，但是電池效率也較低。

②主動均衡：充電時將多余電量轉(zhuǎn)移至高容量電芯，放電時將多余電量轉(zhuǎn)移至低容量電芯，可提高使用效率，但是成本更高，電路復雜，可靠性低。

目前國際、國內(nèi)主流的BMS廠采用被動均衡的居多。

六、電池管理系統(tǒng)（BMS）的“理”是什么？       

高質(zhì)量、高安全的動力電池如何判定呢？必須要掌握電池管理系統(tǒng)（BMS）的“理”是什么？如何表現(xiàn)？好的電池管理系統(tǒng)一定要按照ISO26262國際標準研發(fā)、開發(fā)的。ISO 26262標準的目的是使得人們對安全相關(guān)功能有一個更好的理解，并盡可能明確地對它們進行解釋，同時為避免這些風險提供了可行性的要求和流程。主要是雙V模式（見圖4）。

圖4  ISO26262提倡雙V開發(fā)模式

電池管理系統(tǒng)（BMS）的“理”是嚴格按照ISO26262國際標準要求研發(fā)、開發(fā)的。以上資要求源必須配備到位，流程到位。驗證BMS產(chǎn)品是十分困難，檢查廠家按雙V模式有關(guān)規(guī)定，做沒有做到位，是可以落地的。

看不見的東西，沒有辦法驗證，但是可以驗證看到見東西。

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