BMS三大核心功能：电芯监控、荷电状态估算以及单体电池均衡

2022-06-08 06:10:49来源：佐思新能源汽车部

BMS电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。BMS实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，与外部设备如整车控制器交换信息，解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题，主要作用是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。通俗的讲，就是一套管理、控制、使用电池组的系统。

表：国内外主流BMS供应商的技术参数对比

BMS最核心的三大功能为电芯监控、荷电状态（SOC）估算以及单体电池均衡。

电芯监控技术

1、单体电池电压采集；2、单体电池温度采集；3、电池组电流检测；

温度的准确测量对于电池组工作状态也相当重要，包括单个电池的温度测量和电池组散热液体温度监测。这需要合理设置好温度传感器的位置和使用个数，与BMS控制模块形成良好的配合。电池组散热液体温度的监控重点在于入口和出口出的流体温度，其监测精度的选择与单体电池类似。

SOC技术

单电芯SOC计算是BMS中的重点和难点，SOC是BMS中最重要的参数，因为其它一切都是以SOC为基础的，所以它的精度和鲁棒性（也叫纠错能力）极其重要。如果没有精确的SOC，再多的保护功能也无法使BMS正常工作，因为电池会经常处于被保护状态，更无法延长电池的寿命。SOC的估算精度精度越高，对于相同容量的电池，可以使电动车有更高的续航里程。高精度的SOC估算可以使电池组发挥最大的效能。

目前最常采用的计算方法有安时积分法和开路电压标定法，通过建立电池模型和大量的数据采集，将实际数据与计算数据进行比较，这也是各家的技术秘籍，需要长时间大量数据积累，同时也是特斯拉技术含量最高的部分。特斯拉已经在电池冷却、安全、电荷平衡等与BMS相关的领域申请核心专利超过上百项。

均衡技术

被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，电路简单可靠，成本较低，但是电池效率也较低。

主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯，放电时将多余电量转移至低容量电芯，可提高使用效率，但是成本更高，电路复杂，可靠性低。未来随着电芯的一致性的提高，对被动均衡的需求可能会降低。

图：主动均衡和被动均衡技术对比

几乎所有主流车用BMS厂家都有被动均衡技术，其中绝大部分都有主动均衡技术储备。被动均衡的BMS装机量较大，占据新能源汽车市场较高的份额，远远高于主动均衡BMS的市场份额，其根本原因在于成本因素，主动均衡更多是一个“选配”功能。

考虑到中国市场的消费习惯，当前国产新能源汽车主打的是中低端品牌，为了严格控制成本，主机厂的零部件需求是以“满足基本功能，成本较低”为准则，主动均衡技术的成本比被动均衡高出不少，在被动均衡满足基本功能的情况下，主机厂更愿意选择被动均衡的BMS。