BMS电池管理系统关键技术

BMS

电池管理系统（英语：Battery Management System，缩写BMS）是对电池进行管理的系统，通常具有量测电池电压的功能，防止或避免电池过放电、过充电、过温等异常状况出现。随着技术发展，已经逐渐增加许多功能。

电池管理系统与电动汽车的动力电池紧密结合在一起，通过传感器对电池的电压、电流、温度进行实时检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量（SOC）、放电功率，报告电池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）状态，还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，通过CAN总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通信。BMS三个主要关键技术如下：

1.SOC估计

即准确估计电池剩余电量，保证 SOC 维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。SOC的估算精度高，对于相同量的电池，可以有更高的续航里程。所以，高精度的SOC估算可以有效地降低所需要的电池成本。

SOC是依据监测的外部特性信息计算出来的传输信息。SOC告知车主当前电量的同时，也让汽车了解自身电量，防止过充过放，提高均衡一致性，提高输出功率减少额外冗余。系统底层内部都是经过复杂的算法计算，保证汽车安全持续稳定运行，提高安全性。因此精确估算SOC数值变得非常重要，其算法是相关企业的核心竞争力之一。

2.均衡控制

保证电池单体的参数一致性，即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡控制分为主动均衡与被动均衡。主动均衡是对电池组在充电、放电或者放置过程中，电池单体之间产生的容量或电压差异性进行均衡，来消除电池内部产生的各种不一致性。而在这一过程中，涉及到能量的转移，能量转移一般有两种方法，一种是将能量高的单体电池能量均衡到能量低的电池，另一种是将电压（容量）高的单体电池的能量转移给一个备用电池，再由备用电池转移到其它电压（容量）较低的电池。

在传统能耗型BMS系统中，均衡方式主要以被动均衡为主，采用单体电池并联分流能耗电阻的方式，且只能在充电过程中做均衡工作。其工作原理是通过对电压的采集，发现串联单体电池之间的差异，以设定好的充电电压的“上限阈值电压”为基准，任何一只单体电池只要在充电时最先达到“上限阈值电压”并检测出与相邻组内电池差异时，即对电池组内单体电压最高的那只电池，通过并联在单体电池的能耗电阻进行放电电流，以此类推，一直到电压最低的那只单体电池到达“上限阈值电压”为一个平衡周期。

3.热管理

使电池工作在适当的温度范围内和降低各个电池模块之间的温度差异。热管理主要包括确定电池最优工作温度范围、电池热场计算及温度预测、传热介质选择、热管理系统散热结构设计和风机预测稳点的选择。