1.什么是BMS？

BMS：即動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)。它是連接車載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車的重要紐帶，我們可以通俗的將其理解為電池包管家。

它主要的功能就是估算電池包的剩余容量和健康狀態(tài)，保證其維持在合理范圍內(nèi)，防止過度充放電對(duì)電池造成損傷，從而達(dá)到讓電池包可以穩(wěn)定工作的效果。

BMS可以監(jiān)測(cè)電池組的工作狀態(tài)，以便判斷電池狀況，挑出存在問題的電池，保持電池運(yùn)行時(shí)的可靠性和高效性。而且它能測(cè)量出每個(gè)電池單元的電壓和溫度，使電池單元電壓保持在均勻狀態(tài)下，防止過故障的產(chǎn)生。如果檢測(cè)到過熱的情況，可以控制系統(tǒng)停止充電，或減少充電組的功率消耗，使單個(gè)電池溫度恢復(fù)到安全的操作范圍。

除此之外，BMS還可以確定電池充電狀態(tài)，確保所有電池均勻放電，達(dá)到最佳充電效果。

總的來說，就是汽車的電池充放電都要得到BMS的管理，如果說電池組是一隊(duì)人，而BMS就是隊(duì)長(zhǎng)這樣的角色。

2.為什么需要BMS？

在解決問題時(shí)，我最喜歡用的思路是，為什么->是什么->怎么做。

具體在本文章，我們需要解決的第一個(gè)問題是，為什么需要BMS？直接用個(gè)超大號(hào)的電池，或者把電池芯串聯(lián)起來，不經(jīng)過管理系統(tǒng)，直接給用電設(shè)備用，存在哪些問題？

鋰離子電池以其輸出電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度大、自放電率低、工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。但同時(shí)，單個(gè)鋰離子電池也存在安全和可靠性方面的問題，體現(xiàn)在：

1)能量大、電壓高、且電解液大多為有機(jī)易燃物，應(yīng)用不當(dāng)時(shí)可能導(dǎo)致電池溫度升高、著火甚至爆炸；

2)過充電、過放電會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部材料特性發(fā)生變化，造成不可逆的容量損失，從而導(dǎo)致性能下降，壽命縮短。過放電還會(huì)使電池內(nèi)部的鋰離子金屬化，以致引起短路甚至爆炸；

3)由于工藝的差異性，電池內(nèi)阻往往不一致，隨著充放電的循環(huán)進(jìn)行，電池組內(nèi)單體電池的性能失衡，使電池組的壽命縮短。

3.BMS有哪些功能？

其一，鋰電池溫度高時(shí)會(huì)爆炸，那么BMS就需要有一個(gè)信息采集系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)當(dāng)前電池信息，如電流、電壓、溫度等，當(dāng)存在異常參數(shù)時(shí)，需要對(duì)做出相應(yīng)的操作，如過壓、欠壓保護(hù)，關(guān)閉電源，降溫等等。

其二，電池的過充或過放會(huì)導(dǎo)致電池性能下降，那么BMS就需要估算電池電量SOC（State of Charge，充電狀態(tài)，取值通常是0%~100%），將采集到的電池?cái)?shù)據(jù)提供給主控芯片，它根據(jù)算法來估算動(dòng)力電池組剩余電量SOC，提供續(xù)駛里程參考。常用電流積分法、開路電壓法、卡爾曼濾波等及其組合來估算。

其三，鋰電池的實(shí)際容量會(huì)受到環(huán)境溫度、放電電流（放電倍率）、自放電及電池老化等因素的影響。那么此時(shí)就需要監(jiān)測(cè)電池的健康程度SOH（State of Health）,SOH表征電池相對(duì)于新電池存儲(chǔ)電能和能量的能力，是定量描述電池性能狀態(tài)的指標(biāo)。隨著充放電的進(jìn)行，SOH呈不斷下降趨勢(shì)。估算SOH需要通過長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)電池的使用情況、充放電特性以及溫度等參數(shù)來進(jìn)行評(píng)估。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用多種算法來進(jìn)行估算，如Kalman濾波算法、移動(dòng)平均法等。

其四，單體電池各項(xiàng)參數(shù)存在差異，如電阻、容量、自放電等不同，對(duì)應(yīng)到實(shí)際中就是電池充放電發(fā)熱不一樣，長(zhǎng)時(shí)間不用剩余電量不同，有些可以用很久有些是弱雞。那么BMS就需要做到均衡控制。

其五，需要把電池各項(xiàng)參數(shù)信息采集到，交給主控處理，那么這里就需要數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示，及最重要的控制。

4.BMS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是啥？

BMS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為主從，集成式，若為主從，就是一個(gè)是采集,我們稱之為Battery Monitor Unit---BMU, 另外一個(gè)是主板，Battery Control Unit---BCU, 不同的公司，不同的叫法，若為集成式，大多用于HEV，因?yàn)椴杉碾娦颈容^少，故可以進(jìn)行集成，下面著重解釋以下主從式，這個(gè)也是EV應(yīng)用比較廣泛的方式。

主從式電源供電方式：

• 主板12V低壓網(wǎng)絡(luò)供電
• 從板12V低壓網(wǎng)絡(luò)供電
• 采樣芯片是高壓電池供電

通信方式：

• 主板從板間是CAN通信
• 從板間是菊花鏈通信
• 主從板間都是CAN通信（這個(gè)也叫總線式）

隔離：

• 采集芯片與從板低壓網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行隔離