【科普】電動(dòng)車(chē)BMS：電池單體的“參謀”與“將軍”

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2016-05-03

電動(dòng)車(chē)上的三電技術(shù)：電池、電機(jī)、電控技術(shù)是電動(dòng)車(chē)最核心的技術(shù)。因?yàn)檫@三項(xiàng)技術(shù)的用用，是每一輛電動(dòng)車(chē)都需要并且直接影響車(chē)輛的續(xù)航里程、加速時(shí)間等參數(shù)。這三塊技術(shù)就是組成電動(dòng)汽車(chē)的木桶，其中的任意一塊存在短板的話都會(huì)直接影響車(chē)輛的性能表現(xiàn)。

　　三電技術(shù)中電池和電機(jī)對(duì)電動(dòng)車(chē)性能的影響表現(xiàn)的比較明顯。比如電機(jī)的功率大小直接影響車(chē)輛的動(dòng)力表現(xiàn)，而純電動(dòng)汽車(chē)電池的儲(chǔ)能多少與車(chē)輛的續(xù)航里程息息相。但是同為三電系統(tǒng)中的電控技術(shù)，在電動(dòng)車(chē)中的具體技術(shù)應(yīng)用又是什么呢？為什么能與電池和電機(jī)想齊并論在三電系統(tǒng)中占有一席之地呢？

　　電控中最核心的功能就是電池管理系統(tǒng)(Battery management system)簡(jiǎn)稱(chēng)BMS。要是沒(méi)有這個(gè)系統(tǒng)，動(dòng)力電池的充放電、使用壽命都會(huì)大打折扣，如果把電池比作一隊(duì)參戰(zhàn)的士兵，那BMS系統(tǒng)就是這群士兵的參謀加將軍，讓電動(dòng)汽車(chē)在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到事半功倍的效果。

　　為什么要有BMS系統(tǒng)？

　　如果想把電動(dòng)汽車(chē)上這個(gè)“將軍”理解透徹首先還是要從下面的士兵說(shuō)起。BMS系統(tǒng)主要應(yīng)用在二次電池上，尤其對(duì)于目前主流的使用鋰離子電池的電動(dòng)新能源汽車(chē)尤為重要。不管車(chē)輛使用的是哪種鋰離子電池，動(dòng)力電池都是由一個(gè)個(gè)小的電池單體通過(guò)串、并聯(lián)的方式組成電池組，再由電池組最終組成車(chē)輛的動(dòng)力電池單元。

而在電池組中真正發(fā)揮儲(chǔ)能作用的是電池組中每一個(gè)小小的電池單體，比如特斯拉使用的18650鋰離子電池，其實(shí)數(shù)字代表的就是每一個(gè)電池單體直徑為18mm，長(zhǎng)度為65mm。而一輛85kW？h版本的TeslaModelS的電池組就由接近7000節(jié)18650鋰電池構(gòu)成。

　　一輛汽車(chē)上有如此多的電池單體，而每一個(gè)小的電池單體都是單獨(dú)制造的，因?yàn)殡姵氐碾娀瘜W(xué)特性的原因出廠后的電池存在每個(gè)單體儲(chǔ)能一致性存在差別的問(wèn)題。而充電時(shí)又是從一個(gè)充電口來(lái)為車(chē)子充電，如何保證每一塊電池都充滿電，而又不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度充電對(duì)電池造成損害就是BMS系統(tǒng)要解決的問(wèn)題之一。

　　那么bms系統(tǒng)究竟是如何管理這么多電池單體的呢？

　　通常情況下，BMS系統(tǒng)都要通過(guò)兩部分來(lái)確定如何管理電池組，就是檢測(cè)模塊和原酸控制模塊。

檢測(cè)模塊的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單一些，主要是通過(guò)傳感器收集電池在使用過(guò)程中的參數(shù)信息比如：溫度、每一個(gè)電池單體的典雅、電流，電池組的典雅、電流等。這些數(shù)據(jù)在之后的電池組管理中起到至關(guān)重要的作用，可以說(shuō)如果沒(méi)有這些電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)作為支撐，電池的系統(tǒng)管理就無(wú)從談起。

　　根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，BMS系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)每一個(gè)電池單體的實(shí)際情況來(lái)分配如何為電池充電，哪一個(gè)電池單體已經(jīng)充滿可以停止給它充電等。并且在使用過(guò)程中，通過(guò)狀態(tài)估算的方式確定每一顆電池的狀態(tài)，通過(guò)SOC(StateOfCharge)、SOP(StateOfPower)、SOH(StateofHealth)以及均衡和熱管理等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的合理利用。這個(gè)過(guò)程說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但這些才是BMS系統(tǒng)的精華所在也是各個(gè)BMS廠家最希望攻克的技術(shù)難關(guān)。具體的實(shí)現(xiàn)原理我們會(huì)在后續(xù)的文章里逐步為大家介紹。

（文章來(lái)源：電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代）

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