之所以成為業(yè)內(nèi)佼佼者，一定程度上得益于強(qiáng)大的電池管理系統(tǒng)。只有對(duì)復(fù)雜而繁多的電池組進(jìn)行有效的控制與管理，才能突破電動(dòng)汽車推廣普及的瓶頸。一起來(lái)看看電池管理系統(tǒng)如何工作。

　　圖1安全工作區(qū)域示意

　　1電池管理系統(tǒng)(BMS)定義

　　鋰離子電池的安全工作區(qū)域如圖1所示。BMS的主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能：1)安全性;;2)耐久性;3)動(dòng)力性。

　　BMS軟硬件的基本框架如圖2所示，應(yīng)該具有的功能：1)電池參數(shù)檢測(cè)。2)電池狀態(tài)估計(jì)。3)在線故障診斷。4)電池安全控制與報(bào)警。5)充電控制。6)電池均衡。7)熱管理。8)網(wǎng)絡(luò)通訊。9)信息存儲(chǔ)。10)電磁兼容。

　　圖2車用BMS軟硬件基本框架

　　2電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1電池管理系統(tǒng)對(duì)傳感器信號(hào)的要求

　　2.1.1單片電壓采集精度

　　一般地，為了安全監(jiān)控，電池組中的每串電池電壓都需要采集。不同的體系對(duì)精度的要求不一樣。

　　圖3單體電池OCV曲線及其電壓采集精度要求

　　對(duì)于LMO/LTO電池，單體電壓采集精度只需達(dá)到10mV。對(duì)于LiFePO4/C電池，單體電壓采集精度需要達(dá)到1mV左右。但目前單體電池的電壓采集精度多數(shù)只能達(dá)到5mV。

　　2.1.2采樣頻率與同步

　　電池系統(tǒng)信號(hào)有多種，而電池管理系統(tǒng)一般為分布式，信號(hào)采集過(guò)程中，不同控制子板信號(hào)會(huì)存在同步問(wèn)題，會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)算法產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)BMS時(shí)，需要對(duì)信號(hào)的采樣頻率和同步精度提出相應(yīng)的要求。

　　2.2電池狀態(tài)估計(jì)

　　電池各種狀態(tài)估計(jì)之間的關(guān)系如圖4所示。電池溫度估計(jì)是其他狀態(tài)估計(jì)的基礎(chǔ)。

　　圖4電池管理系統(tǒng)算法框架

　　2.2.1電池溫度估計(jì)及管理

　　溫度對(duì)電池性能影響較大，目前一般只能測(cè)得電池表面溫度，而電池內(nèi)部溫度需要使用熱模型進(jìn)行估計(jì)。根據(jù)估計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)電池進(jìn)行熱管理。

　　圖5電池內(nèi)部溫度估計(jì)流程

　　2.2.2荷電狀態(tài)(SOC)估計(jì)

　　SOC算法主要分為單一SOC算法和多種單一SOC算法的融合算法。單一SOC算法包括安時(shí)積分法、開(kāi)路電壓法、基于電池模型估計(jì)的開(kāi)路電壓法、其他基于電池性能的SOC估計(jì)法等。融合算法包括簡(jiǎn)單的修正、加權(quán)、卡爾曼濾波以及滑模變結(jié)構(gòu)方法等。

　　卡爾曼濾波等基于電池模型的SOC估計(jì)方法精確可靠，是目前的主流方法。