BMS电池管理系统技术探析--功能篇.pdfVIP

BMS 电池管理系统技术探析—功能篇 BMS 电池管理系统技术探析—功能篇 一、引子 妙益是做车身控制和汽车仪表的传统厂商，09 年妙益电子开始介入新能源汽车领域， 初期角色就是为新能源车辆做车身控制、配总线仪表。新能源车的主角是电池和电机控 制系统，所以初期我们仅仅是新能源车的配角而已。在此过程中接触了不少BMS 厂家， 发现BMS 厂家真是良莠不齐。当时，在我们看来技术应当不是十分复杂的BMS 系统，往 往成为新能源车的技术瓶颈，很多车辆安全隐患大多数是由BMS 的“不作为”造成。由 于BMS 隐身在后，结果往往是位于视线之下的电池厂家或电机厂家背了黑锅。鉴于这种 情况，业内的朋友，基于长期以来对妙益的信赖，建议我们来开发BMS 系统。没想到， 无心插柳柳成荫。 BMS 最早在混合动力车上得到大量使用。早期，国家把混合动力车也归于新能源汽车， 后来把混合动力车从新能源汽车中分离出来，仅把混合动力归于节能车型。混合动力车 一直是很多汽车厂家热衷开发的新能源车型，原因很简单—风险小，电机不起作用了， 还有发动机嘛。就因为这种心理，让汽车厂疏于对电池及ＢＭＳ的把关，让一些技术上 不怎么样的电池厂、BMS 商家在市场上反而 “脱颖而出”。我们都知道，新电池其储能 作用和一致性大多是不错的，所以在车辆营运的初期，混合动力车节能效能应当能表现 出来。但随着时间的推移，电池本身的性能差异及BMS 的功效就显现出来了。不知道还 有多少混合动力车还如初期一般节能？如果ＢＭＳ不作为，随着电池一致性越来越差， 电池实际效能会大幅下降，同时安全隐患会陡增。很多早期投入运营的车辆接二连三出 现的烧车现象，多少不同暴露这方面的一些问题。我在汽车电子领域打拼了十多年，每 个新产品的推出后都让我寝食不安很长一段时间，但看着那么多实验室阶段的ＢＭＳ产 品也堂而皇之的“跻身车上”，如此商家又安得心安的？！ 那么ＢＭＳ究竟在新能源车上究竟充当什么角色？该完成哪些功能呢？今天就和大 家一块儿探讨这个问题，共同来完善ＢＭＳ的功能。 二、BMS 电池管理系统功能介绍 １．BMS 是什么？ 首先做个概念声明，这里所指的电池均是指充电式锂电池。 ＢＭＳ是做什么的，到百度里搜一下，答案会有一大把，从中能了解个大概，但能有 助您精确把握ＢＭＳ功能的介绍并不多。 首先ＢＭＳ就是英文电池管理系统（Battery Management System）的的缩写。那么 电池为什么需要管理呢？ 上海妙益电子科技发展有限公司 上海市闸北区江场三路56 号2 楼 电话：（021 66319887 转8801 传真：（021 邮编：200436 BMS 电池管理系统技术探析—功能篇 １） 安全需要，这也许是诞生电池管理系统最主要原因。没有ＢＭＳ会有什么安 全隐患？――燃烧啊、爆炸啊。电池工作都有一定使用条件的――充电电流限制、放电 电流限制、工作温度限制、单体电压限制等等。参见图2-1，电池工作条件分“合理区域” 和“临界区域”，当电池工作条件越过“临界区域”时，事故概率就会大增。这时，BMS 就必须果断采取措施，以避免事故的发生。就安全这一条，ＢＭＳ必不可少。 ２） 延长电池使用寿命。怎么延长使用寿命？上面说了，电池工作都有一定使用 条件的。当电池工作状态位于“合理区域”时，电池寿命最大。进入“临界区域”寿命 会显著降低，越过了“临界区域”有安全隐患。为了提高电池的使用寿命尽量让电池工 作在“合理区域”，当电池越过“合理区域”后要给使用者报警提示，让电池回归“合 理区域”。 图2-1 电池部分参数工作区域 （参数因电池厂家而异） ３） 提高电池组有效储能。注意这里说的是“电池组”，而不是“单个电池”。 单个电池能量有限，所以大多是N 多个电池串联在一起使用，我们称串在一起的电池为 电池串。由于电池总是存在差异，储存的能量有差异。而电池的过放和过充是电池的两 种极度危险状态。放电时，当某个电池达到放电下限时，即使其他电池仍有能量，放电 也不得不结束。反之，充电时，当某个电池电压已经达到上限，即使其他电池尚未充足， 充电不得不中止。因而，放电受限于串