BMS電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

BMS

電池管理系統(tǒng)（英語：Battery Management System，縮寫B(tài)MS）是對(duì)電池進(jìn)行管理的系統(tǒng)，通常具有量測(cè)電池電壓的功能，防止或避免電池過放電、過充電、過溫等異常狀況出現(xiàn)。隨著技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)逐漸增加許多功能。

電池管理系統(tǒng)與電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池緊密結(jié)合在一起，通過傳感器對(duì)電池的電壓、電流、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)還進(jìn)行漏電檢測(cè)、熱管理、電池均衡管理、報(bào)警提醒，計(jì)算剩余容量（SOC）、放電功率，報(bào)告電池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）狀態(tài)，還根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程，以及用算法控制充電機(jī)進(jìn)行最佳電流的充電，通過CAN總線接口與車載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。BMS三個(gè)主要關(guān)鍵技術(shù)如下：

1.SOC估計(jì)

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(duì)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(duì)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。

SOC是依據(jù)監(jiān)測(cè)的外部特性信息計(jì)算出來的傳輸信息。SOC告知車主當(dāng)前電量的同時(shí)，也讓汽車了解自身電量，防止過充過放，提高均衡一致性，提高輸出功率減少額外冗余。系統(tǒng)底層內(nèi)部都是經(jīng)過復(fù)雜的算法計(jì)算，保證汽車安全持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，提高安全性。因此精確估算SOC數(shù)值變得非常重要，其算法是相關(guān)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

2.均衡控制

保證電池單體的參數(shù)一致性，即為單體電池均衡充電，使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。均衡控制分為主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡。主動(dòng)均衡是對(duì)電池組在充電、放電或者放置過程中，電池單體之間產(chǎn)生的容量或電壓差異性進(jìn)行均衡，來消除電池內(nèi)部產(chǎn)生的各種不一致性。而在這一過程中，涉及到能量的轉(zhuǎn)移，能量轉(zhuǎn)移一般有兩種方法，一種是將能量高的單體電池能量均衡到能量低的電池，另一種是將電壓（容量）高的單體電池的能量轉(zhuǎn)移給一個(gè)備用電池，再由備用電池轉(zhuǎn)移到其它電壓（容量）較低的電池。

在傳統(tǒng)能耗型BMS系統(tǒng)中，均衡方式主要以被動(dòng)均衡為主，采用單體電池并聯(lián)分流能耗電阻的方式，且只能在充電過程中做均衡工作。其工作原理是通過對(duì)電壓的采集，發(fā)現(xiàn)串聯(lián)單體電池之間的差異，以設(shè)定好的充電電壓的“上限閾值電壓”為基準(zhǔn)，任何一只單體電池只要在充電時(shí)最先達(dá)到“上限閾值電壓”并檢測(cè)出與相鄰組內(nèi)電池差異時(shí)，即對(duì)電池組內(nèi)單體電壓最高的那只電池，通過并聯(lián)在單體電池的能耗電阻進(jìn)行放電電流，以此類推，一直到電壓最低的那只單體電池到達(dá)“上限閾值電壓”為一個(gè)平衡周期。

3.熱管理

使電池工作在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)和降低各個(gè)電池模塊之間的溫度差異。熱管理主要包括確定電池最優(yōu)工作溫度范圍、電池?zé)釄?chǎng)計(jì)算及溫度預(yù)測(cè)、傳熱介質(zhì)選擇、熱管理系統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和風(fēng)機(jī)預(yù)測(cè)穩(wěn)點(diǎn)的選擇。