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所以化成控制系統的性能直接影響著鋰電池的技術狀態、使用壽命，并決定著放電時對電網的污染程度。為了滿足電動汽車的實際運行需求，電池管理系統在功能、可靠性、實用性、安全性等方面都做出了重要努力。

電池管理系統簡介：

電池管理系統(Battery Management System，BMS)，電動汽車電池管理系統(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。

動力電池的基本概念：

(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

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

(4)充電終止電壓/放電終止電壓

當蓄電池充滿電時，表示電池極板上的活性物質已經達到飽和狀態，所以在這個時候即使繼續對蓄電池充電，蓄電池的電壓再也不會升高，此時蓄電池的電壓稱為充電終止電壓。類似地，放電終止電壓就是放電時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歷以下三個階段：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；最后一個階段，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

電池管理系統的主要組成及功能：

(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)中間控制模塊(主要與整車系統進行通訊，控制充電機等)；

(3)顯示模塊(主要進行數據呈現，實現人機交互)。

為滿足相關的標準或規范，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，并進行早期預警。

電池故障是指電池組、高壓電回路、熱管理等各個子系統的傳感器故障、執行器故障(如接觸器、風扇、泵、加熱器等)，以及網絡故障、各種控制器軟硬件故障等。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、接頭松動、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，通過網絡通知整車控制器，并要求整車控制器進行有效處理(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)充電控制。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，控制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需要與整車控制器等網絡節點通信；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。用于存儲關鍵數據，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。由于電動車使用環境惡劣，要求BMS具有好的抗電磁干擾能力，同時要求BMS對外輻射小。

圖2 電池管理系統算法框架

小結

綜上所述，成熟的電池管理系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，增加續駛里程、延長電池使用壽命、降低運行成本。電池管理系統在電動汽車發展的同時，其技術也取得了長足的進步。