中國儲能網(wǎng)訊：動力電池是電動汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，必須配備電池管理系統(tǒng)（BMS）。這對初入行的工程技術(shù)人員而言，感到迷惑。以前干電池、燃油車上啟動電池，都沒有聽說過什么“電池管理系統(tǒng)（BMS）”的這個說法。為什么到動力電池用到汽車上，必須要配電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品了？筆者拿到了一款國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品技術(shù)說明書資料，結(jié)合這款產(chǎn)品，進(jìn)行解析，大家參考。
一、為什么要電池管理系統(tǒng)（BMS）？
從硬件上說，動力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最小單元是電池單體，基本單位是模組，模組再組裝成電池箱，電池箱連接其起來為電池系統(tǒng)。其基本原理是按一定技術(shù)要求串（并）聯(lián)起來的。
從構(gòu)成結(jié)構(gòu)上說，電池電池對外一個完整的產(chǎn)品，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接起來，工藝十分復(fù)雜，除了電池單體、模組、電池箱等硬件本身的連接，還有電池恒溫系統(tǒng)、安全防火系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)，與動力電池之間也要交換信息，必須有機(jī)協(xié)調(diào)起來。如何能協(xié)調(diào)好呢？自然就提出要有管理要求，這里管理是指計算機(jī)管理級系統(tǒng)，于是產(chǎn)生電池管理系統(tǒng)（BMS）。
二、電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本功能
①管理電池類別：磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰、咕酸鋰、鉛酸等類型電池及超級電容等動力電池；
②監(jiān)測并指示電池/電容狀況(電壓、溫度、電流、剩余能量)、在異常情況下向用戶發(fā)出報警信號（聲光）；
③根據(jù)控制策略切斷電力傳送鏈路，可以保護(hù)電池安全；
④能量均衡作用，使得系統(tǒng)中電池剩余能量趨于一致，延長系統(tǒng)的整體放電時間，從而延長電池使用壽命；
（說明：②是基本功能；③要有一定工程積累；④技術(shù)難度較大；）
三、電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本功能邏輯框圖
基本功能邏輯框圖，如圖1所示。
圖1 廠家實際產(chǎn)品說明書資料（1）
①顯示模塊負(fù)責(zé)顯示電池的數(shù)據(jù)、給出聲光報警、記錄數(shù)據(jù)。
②中控模塊負(fù)責(zé) SOC 計算、產(chǎn)生各類報警數(shù)據(jù)、控制充放電電路、測量高壓線路絕緣性能。
③終端模塊負(fù)責(zé)測量電池電壓及溫度、均衡電池能量、控制電池箱風(fēng)扇。
圖2 廠家實際產(chǎn)品說明書資料（2）：終端模塊硬件框圖
四、安裝工藝解析
從產(chǎn)品（圖3）外殼上看，采用了輕量化設(shè)計，用了鋁拉伸工藝，符合汽車級IP要求；
圖3 廠家實際產(chǎn)品說明書資料（3）：產(chǎn)品外形實物
從接口（圖4）上，接插比較方便，便于安裝和維護(hù)，使用 2 個 M6 六角螺栓固定模塊，為側(cè)面引線，引線處要留足夠空間，符合主機(jī)廠生產(chǎn)線的要求。
圖4 廠家實際產(chǎn)品說明書資料（3）：采用接插件接口
五、主被動式一體均衡功能
這一款產(chǎn)品的介紹的，是主被動式一體均衡功能，均衡電流 50Ma。當(dāng)充電時 BMS 切換成耗能式均衡模式，即將容量比較足的電池進(jìn)行放電。當(dāng)放電時 BMS 切換成補(bǔ)電式均衡模式，即將容量比較低的電池進(jìn)行充電。延長電池組使用壽命。 卻沒有系統(tǒng)而詳細(xì)介紹其原理及技術(shù)，下面是均衡充電曲線，如圖5所示。
圖5 均衡充電圖
電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品，中外廠家都對外宣稱，有被動均衡、主動均衡功能。筆者聽過關(guān)日本大公司的介紹，動力電池主動均衡技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)，但是比較復(fù)雜，成本較高，目前還沒有用商品上來。
六、充電控制策略介紹
充電設(shè)置了3重控制：前導(dǎo)時間控制，溫度控制，電壓控制，最后的充電電流取3者中的最小者。其基本策略是：
①初始充電時，不要一下子將充電電流加到額定充電電流，最好有個逐步遞升的過程。這款產(chǎn)品在設(shè)定的前導(dǎo)時間內(nèi)，將充電電流線性提升到額定電流；
②當(dāng)最高單體電壓達(dá)到報警門檻時，充電電流不能太大，否則電池電壓很容易越過嚴(yán)重的門檻，處于危險之中。所以充電電流跟最高單體電壓有個對應(yīng)關(guān)系；
③在低溫時，充電會嚴(yán)重影響電池的性能，所以充電電流還需要有一個由溫度控制的關(guān)系。
七、筆者的體會
通過對這款國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品技術(shù)的解析，有如下體會：
①國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品進(jìn)步很快，已經(jīng)出口到電動汽車技術(shù)先進(jìn)的國家，產(chǎn)品層面能達(dá)到IP級別；
②國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品，在控制策略方面，更適宜中國電動汽車使用環(huán)境；
③國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品在輕量化和集成上做了大量有成效工作，得到越來越多用戶的肯定；
④國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品里芯片主要還是國外的；
⑤國產(chǎn)電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)品供應(yīng)商服務(wù)響應(yīng)比較快，產(chǎn)品價格有比較優(yōu)勢，質(zhì)量是越來愈好。
