电池管理系统的原理，它是如何工作的

（文章来源：电池中国网）

BMS（battery management system），是电动汽车不可或缺的重要部件，是管理和监控动力电池的中枢，管理、维护、监控电池各个模块，肩负着防止电池过充过放电、延长电池使用寿命、帮助电池正常运行的重任。

电池管理系统（BMS）是连接车载电池和电动车的重要纽带，它主要的功能包括：电池物理参数实时监测、电池状态估计、在线诊断与预警、充放电与预充控制均衡管理、热管理等等。以上哪个功能实现不好，都会让电池出现致命的危害。

主流BMS配套企业都有哪些？让我们来看看目前主流国产纯电汽车的BMS分别是由哪些厂家提供的？BMS作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带，是动力电池组的核心技术，也是衡量一部纯电动整车性能的最为重要的指标。BMS系统自身的复杂性决定了它具有很强的技术壁垒，需要技术研发时间，它的成本约占电池组总成本的20％左右。

我国BMS企业大体分为几种类型：电池厂自营、整车厂自营、第三方经营。电池厂自营类的，目前国内第一梯队动力电池企业有：宁德时代、中信国安盟固利、国轩高科、微宏动力等，它们掌握整套核心技术优势，有很强的市场竞争力；整车厂自营的，以比亚迪、北汽新能源、中通客车为代表，除了掌握核心技术，在成本方面也比其他企业有优势；第三方提供的代表企业有东莞钜威动力、惠州市亿能电子、深圳科列技术等企业。

BMS的功能有多重要？BMS是电动汽车的命之脉！BMS是连接电池和整车的纽带，它处理的信号足够丰富，它们包括：电芯、碰撞、CAN、充电、水泵、高压、绝缘等等。一次过放电就会造成电池的永久性损坏，极端情况下锂电池过热或者过充电会导致热失控、电池破裂甚至爆炸。所以，BMS要进行严格的控制充放电，避免过充、过放、过热。

电池在不同的温度下会有不同的工作性能，锂离子电池的最佳工作温度为25－40度。BMS通过均衡改善不一致性，提升锂电池整体性能。

电动车以锂电池为主要动力驱动来源，源于锂电池有高能量密度优势，所以性能较为稳定。然而锂电池大量生产时品质不易掌握，电池芯出厂时电量存在细微差异，且随着操作环境改变等因素，电池间不一致性将愈趋明显，电池效率、寿命也都将变差，再加上过充或过放等情况，严重时可能导致起火燃烧等安全问题。

通过BMS能准确量测电池组使用状况，保护电池不至于过度充放电，平衡电池组中每一颗电池的电量，以及分析计算电池组的电量并转换为可理解的续航力信息，确保动力电池安全运作。

电池管理系统的主要目的就是保证电池系统的设计性能，从安全性、耐久性、动力性三个方面提供作用。安全性方面，BMS电池管理系统能保护电池单体免受损坏，防止出现安全事故；耐久性方面，BMS电池管理系统能使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命；动力性方面，将电池的工作状态维持在满足车辆要求的情况下。

特斯拉的电池管理系统是当今最成熟的系统。它得益于深度学习和人工智能的充分应用，特斯拉的BMS可以不断获得实际驾驶的大数据，然后对算法进行自我强化，从而使特斯拉电池组的续航时间相对更长。

下面我们以特斯拉Model3为例，罗列一下它的BMS的五大特性：1． 4416颗低容量的小电池支撑起75kWh的系统，大量的小电芯让电池系统更稳定。2． 虽然电池是采购的，但是特斯拉自己研制管理系统，可对每一颗电芯进行温度管理。3． 采用两阶段法进行电芯平衡，获得更高的电池利用效率，具备了相对较低的衰减速度。4． 特斯拉通过使用不导热材料和嵌入温度计，降低NCA电池的相对易燃性。5． 特斯拉积累BMS相关的经验数据：驾驶、充电、电池温度、电池容量变动等等。

特斯拉BMS的五大特性带来了很多的优势：1． 大多数电动汽车在4－8年内电池容量下降至80％以下，而大多数特斯拉保持90％以上。2． 特斯拉BMS有很高的风险容忍度，最大限度利用大数据来维护和管理大量的电芯。3． 特斯拉系统可使用相同的电池来满足轿车、卡车、跑车、SUV或其他类型汽车。

除了明显的优点，特斯拉电池包的弱点也很明显：1． 电芯的安全性相对较差：Model S和 Model X都发生过多起燃烧事故，新款的Model 3的所有电芯都用阻燃材料做了固定，相对难以燃烧。2． 模组更换成本高：坏一些电芯不会影响电池包整体性能，但模组损坏了更换成本更贵。3． 有瞬间失控的风险：一旦出现短暂电力缺失，电力控制系统不能及时激活，会使安全保护和温度控制的功能失效。

在美国新能源汽车销量榜上，除了特斯拉遥遥领先之外，就是雪佛兰的Bolt了。与特斯拉的BMS相比，雪佛兰Bolt的BMS有如下特点：1． Bolt BMS中监控电压及温度的芯片非自己研发，是LG化学设计，交由ST微电子生产。2． Bolt有25个BMS MCUs ， Model 3有18个。3． Bolt只有单阶段电芯平衡，如果增加电池容量，会造成电芯平衡精确度失衡，从而衰减速度更快。

综合而言，我们完全可以得出这样的结论：特斯拉的BMS确实是非常优秀的。电池的热管理系统有多重要？风冷、液冷、直冷都哪些车企在使用？冬天来了，纯电动车们怎么办？

有数据统计，一辆电动车在较恶劣工况下（尤其在冬季低温）开空调情况下，其将影响整车续航能力的40％以上。所以，与传统燃油汽车相比，纯电动汽车的综合管理能量就显得尤为重要。这里我们就把新能源车的热管理系统做一下详细的介绍。

根据传热介质的不同， 电池的热管理系统可分为风冷、直冷、液冷。液冷相对直冷成本更低，冷却效果优于风冷，目前具备主流应用的趋势。新能源汽车热管理系统对续航里程和电池寿命有决定性的影响。新能源汽车热管理的重点对象是空调系统、电池包管理系统、电机电控管理系统等。电池工作的最适宜温度在0－38°C之间，此时不需要加热也不需要冷却，过高或过低的温度都将导致电池寿命有更快的衰减。
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