BMS系统

前言

Battery Management System / BMS——

电池 & 管理 & 系统，合称电池管理系统。

简单如单细胞中的草履虫，也不可能缺少生命活动所需能量的提供者—线粒体，但为了实现除运动、繁殖、进食之外的、复杂的功能活动，统筹规划的中央核心也将随之进化而生。从燃油车到新能源的跃进，BMS的诞生同样也是不可或缺。

人之于“心脏与大脑”，等同为——汽车之于“动力电池与电池管理系统”。阅读下文，将快速帮助你构建一个对BMS管理系统的知识框架。

指标

v 动力电池荷电状态，  State of Charge简称SoC；

v 动力电池健康状态，  State of Health简称SoH；

v 动力电池安全状态，  State of Security简称SoS；

v 动力电池功能状态，  State of Function简称SoF；

v 动力电池功率状态，  State of Power 简称SoP；

v 电池包放电深度，   Depth of Discharge简称DoD；

v 电池剩余能量，    State of Energy简称SoE；

v 充电电流上限，    Charging Current Limit简称CCL；

v 放电电流上限，    Discharging Current Limit简称DCL.

概念

电池管理系统是新能源汽车储能动力单元的管理中央。

从单体电芯组装成电池模组，电池模组再组装成电池包，BMS对串并联方式的管理，以及对电流、电压、功率等电芯参数的监测，更好地实现电池包与整车车辆衔接。同时对SoC、SoH、SoS、SoF等指标的科学计算，更好的帮助新能源汽车的充电，以及发生危险前及时发出预警。

功能与目标：

通过状态的感知、均衡的管理，更好地提升充放效率、循环寿命、续航里程，实现安全性、可靠性、节能性、经济性的综合进步。

架构

依托于“电池构成电池簇、电池簇构成电堆”的三层架构，BMS建立如下结构——

v 从控：单体电芯管理单元，采集电压、电流、温度等信息，通过CAN总线与主控进行通信。

v 主控：电池簇管理单元，负责收集从控信息，对SoC等指标进行初步计算，并通过CAN总线与总控进行通信。

v 总控：电池堆管理单元，集中管理整个储能系统。负责收集主控信息，对数据进行计算、存储、显示等选择，根据结果作安全保护、充电管理、热管理等操作。

分类

》分布式BMS

CMU对单体电芯实行监控，将其电压、电流、温度等数据，通过CAN总线传递给主控单元。

》集中式BMS

AFE芯片采集温度等相关数据，经过处理之后，直接将信号传递给主控单元，不再需要通过CAN总线传递数据。

管理

主要管理对象

Ø 充电管理

充电时——采集电芯数据，包括电压、电流、温度等；处理计算数据，根据科学公式，计算得到SoC/SoP/SoH/SoS等指标；灵活选择充电方式，根据自身情况选择快充、慢充以及预约充电。

Ø 热管理

对于低温环境，通过在电池模组周边加装PTC材料，或者在液冷系统上增加液热功能，保障加热的安全性；对于高温环境，采取风冷/水冷/直冷等手段，实现热量的转移或传递。

无论是低温还是高温，BMS中的热管理都是限制电池工作在一个合理的温度区间，以确保电池正常的工作运行。

Ø 安全管理

主要包括系统自检、故障诊断以及报警等保护手段。出现异常时，电池管理中的安全管理首先做的是自行解决与限制，当无法解决时则发出响铃或做出其他提示手段。

Ø 均衡管理

电池包由许多个单体电芯串联+并联组成。由于制作工艺天生的差异性，电芯充放电时电压/电流/功率是不一致的。放任这种不一致性，随时间的推移，可能造成电池包的恶化，进而整个储能系统瘫痪。

而电池管理中的均衡管理，则是通过主动或被动等手段，将多余电量释放或转移。总之，均衡管理通过干预，降低电芯不一致的影响。

更多新能源行业咨询，请参考：德力时代–新能源科技生态服务型企业 (https://delienergy.com.cn)