新能源汽车电池管理系统有什么功能

以下文章来源于温控汽车人，作者乐说新能

BMS，即电池管理系统（Battery Management System），其主要功能是智能化管理和维护电池单元，防止过充电和过放电，延长电池寿命，并实时监控电池状态。因此，新能源汽车的电池系统管理需求如下：

1、安全需要，没有BMS会有比如燃烧或者爆炸的安全隐患。电池工作都有一定使用条件的――充电电流限制、放电电流限制、工作温度限制、单体电压限制等等。电池工作条件分“合理区域”和“临界区域”， 当电池工作条件越过“临界区域” 时， 事故概率就会大增。BMS需要采取措施，以避免事故的发生。

2、延长电池使用寿命。电池工作都有一定使用条件的。 当电池工作状态位于“合理区域”时，电池寿命较大。进入“临界区域”寿命会显著降低， 越过了“临界区域”有安全隐患。 为了提高电池的使用寿命尽量让电池工作在“合理区域”，当电池越过“合理区域”后要给上端报警提示，让电池回归“合理区域”。

3、提高电池组有效储能。单个电池能量有限，所以大多是 N 多个电池串联在一起使用，我们称串在一起的电池为电池串。由于电池总是存在差异，储存的能量有差异。过放和过充是电池的两种极度危险状态。 放电时，当某个电池达到放电下限时，即使其他电池仍有能量，放电也不得不结束。反之，充电时，当某个电池电压已经达到上限，即使其他电池尚未充足，充电不得不中止。 因而，放电受限于串中电压最低的电池，充电受限于电压最高的电池。可见，“有效储能”小于“理论储能”。 在没有BMS情况下， 电池间储能差异化会越来越大，因而“有效储能”会越来越少。电池价值就在于其“有效储能” 。 如果 BMS 能抑制电池“一致性”变差的趋势，就意味着“有效储能”更加接近“理论储能”，延长电池放电时间。

4、估算电池剩余能量。 没有BMS， 无法知道电池还有多少剩余能量，剩余能量可以预测车辆还能行驶多少里程。

总的来讲，BMS 通过测量，获取电池的工作状态，并把这种状态显示出来。 紧急情况下， 提醒使用者，使得电池工作在“合理区域”，从而延长电池的使用寿命。 危险情况下， 自动采取措施，避免事故的发生。另外为电池提供能量均衡功能，提高电池的“有效储能”，进而延长放电时间。

【电池系统功能简介】

BMS电池管理系统一般由终端模块、核心控制模块、显示模块等部分组成：

终端模块与电池直接打交道，完成下列功能

（1）电池电压精密测量。

（2）电池温度测量。

（3）能量均衡。

（4）热管理。

（5） CAN 通信。

电池核心控制模块为BMS系统的核心，主要完成下列功能：

（1）电压/电流测量。

（2）绝缘电阻测量

（3） SOC 计算。

（4）数据分析及分级报警。

（5） 保护控制。

（6）CAN 通信。

显示模块主要与大屏显示界面交互，主要完成下列功能：

（1）常规数据采集。

（2）实时数据显示。

（3）语音报警。

（4）数据记录及图表显示。

【电池管理系统功能探析】

1、单体电压测量

电压是表征电池状况最重要的参数之一。一方面， 电池充电状态 SOC 与电压存在一定关系，通过监测电池的电压， 可以大致了解电池的充电状态：

在BMS系统中， 测量单体电压初步可以实现的作用，一是由电压大体了解电池的充放电状态，二是根据电压提供安全保护。电池状态还与电流、温度相关， 实际上不同个体电池间这种函数关系差异也是显著的，多参数用来计算和修正SOC更为准确。

2、温度

对于电池的温度监控和测量至关重要，因为温度升高，电池有燃烧和爆炸的危险。在电池正极材料（一般为石墨） 和负极材料（磷酸铁锂/三元锂） 间有一层塑料隔膜，“隔膜”阻断正极和负极的直接接触，但可允许锂离子从隔膜上的细孔来回穿越。当温度升高到一定程度后，“隔膜”软化易于被晶状负极材料磷酸铁锂刺破，造成正负极短路而引发爆炸。引起温升的因素，一是电池内阻，二是外部接线柱与线束接线鼻之间的接触电阻。

市场上有两种做法，一种是设固定数量的温度探头，将其分散在“电池丛”中。一种是将探头置于电压采集线的接线鼻上，每个电池的温度都进行监控和测量。

3）保护控制

目前使用情况看， BMS 的保护控制应当有过充、过放、过流、过热几方面保护。控制信号分过、过放两路，或过充、过放等合并成一路总控信号。

4）能量均衡

首先了解一下为什么要均衡，单个电池以及小模组之间多少存在一致性差异，这种差异来自电池负极材料的浓度差异、电池负极材料晶格形态、涂布均匀差异、隔膜厚薄、隔膜细孔均匀性等诸多因素。新电池可以靠筛选（所谓成组配对）来实现一车电池的高度一致。但经过若干充放电循环后，这种一致性不复存在，表现在单体电池间的剩余能量相差甚大。

放电时，当某个电池达到放电下限时，即使其他电池仍有能量，放电也不得不结束。而充电时，当某个电池电压已经达到上限，即使其他电池尚未充足，充电不得不中止。因而，放电受限于串中电压最低的电池，充电受限于电压最高的电池。充电时总有充不满的，放电时总有没法放空的。这就导致电池的“有效储能”总是低于“理论最大储能”。

因此，要使得“有效储能”达到“理论最大储能”，就必须通过某种手段，来促使各单体电池的剩余能量趋于一致，使得各单体电池基本上同时放空、同时充满，这就是所说的BMS 均衡功能。