隨著新能源汽車的普及，電池管理系統(tǒng)（BMS）作為動(dòng)力電池的核心部件，其重要性日益凸顯。本文將詳細(xì)介紹BMS的功能、架構(gòu)及其在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用。

BMS示意圖

一、BMS的定義與重要性

BMS，即電池管理系統(tǒng)（Battery Management System），被譽(yù)為電池的“保姆”或“管家”。其主要功能是智能化管理和維護(hù)電池單元，防止過(guò)充電和過(guò)放電，延長(zhǎng)電池壽命，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)。

BMS硬件架構(gòu)

核心功能：

實(shí)時(shí)監(jiān)控電池電壓、電流、溫度

預(yù)估電池剩余容量（SOC）

防止電池過(guò)充、過(guò)放及過(guò)熱

主動(dòng)均衡電池一致性

二、BMS的架構(gòu)組成

1. 集中式架構(gòu)

集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，適用于容量低、總壓低的電池系統(tǒng)，如電動(dòng)工具、機(jī)器人、IOT智能家居等。

高壓區(qū)域：負(fù)責(zé)單體電池電壓采集、系統(tǒng)總壓采集、絕緣電阻監(jiān)測(cè)。

低壓區(qū)域：包括供電電路、CPU電路、CAN通信電路、控制電路。

2. 分布式架構(gòu)

分布式BMS適用于高容量、高總壓的電池系統(tǒng)，如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等。其優(yōu)勢(shì)在于模塊化設(shè)計(jì)，支持更大的電池系統(tǒng)。

從控單元（CSC）：負(fù)責(zé)電壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)、均衡管理。

高壓管理單元（HVU）：監(jiān)測(cè)電池總壓、母線總壓、絕緣電阻。

主控單元（BMU）：進(jìn)行電池狀態(tài)評(píng)估、管理及通信。

BMS集中式和分布式架構(gòu)

三、BMS的核心功能

1. 電芯監(jiān)控技術(shù)

電壓采集：?jiǎn)误w電池電壓的精確采集。

溫度采集：?jiǎn)误w電池及散熱液體溫度監(jiān)測(cè)。

電流檢測(cè)：電池組電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

2. SOC（荷電狀態(tài)）技術(shù)

SOC是BMS中最重要的參數(shù)，直接影響電池的續(xù)航能力。高精度的SOC估算可以使電池組發(fā)揮最大的效能。

3. 均衡技術(shù)

被動(dòng)均衡：通過(guò)電阻放熱釋放多余電量，電路簡(jiǎn)單可靠。

主動(dòng)均衡：將多余電量轉(zhuǎn)移至低容量電芯，提高使用效率。

四、BMS在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用

BMS在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用可追溯到豐田HEV車型。隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，BMS的功能也在不斷提升。

集中式BMS：適用于小型電動(dòng)車輛。

分布式BMS：適用于大型電動(dòng)車輛和儲(chǔ)能系統(tǒng)。

電動(dòng)汽車BMS應(yīng)用圖

五、BMS的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著動(dòng)力電池系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，BMS的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)成為趨勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)化的電池Module將提高電池的通用性和可靠性。

標(biāo)準(zhǔn)化Module：實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)與電池的高度集成。

模塊化設(shè)計(jì)：支持不同電池系統(tǒng)的串并聯(lián)配置。

六、國(guó)內(nèi)BMS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國(guó)BMS企業(yè)主要分為電池廠自營(yíng)、整車廠自營(yíng)和第三方經(jīng)營(yíng)三種類型。寧德時(shí)代、比亞迪等企業(yè)在BMS領(lǐng)域具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

電池廠自營(yíng)：掌握核心技術(shù)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。

整車廠自營(yíng)：成本優(yōu)勢(shì)明顯。

第三方經(jīng)營(yíng)：提供多樣化的BMS解決方案。

七、結(jié)論

BMS作為新能源汽車的核心部件，其發(fā)展直接影響電動(dòng)汽車的性能和安全。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，BMS將在新能源汽車的發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

專業(yè)提示：在選擇BMS時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景，綜合考慮電池容量、環(huán)境條件、安裝方式等因素，選擇最適合的BMS架構(gòu)和功能。