隨著電動汽車越來越多，在尋求對高能量密度、高安全性的電池之外，電池能量管理系統(tǒng)的重要性也日益提高。不同的動力電池具有不同的性質(zhì)，即使是同一類型的電池性質(zhì)也存在不一致性，在使用過程中會出現(xiàn)擴大化造成事故的可能發(fā)生。因此對動力電池系統(tǒng)進行有效的管理用以確保電動汽車的安全顯得十分重要，同時也需要保證電池系統(tǒng)的性能、延長電池壽命、提高電池使用效率。

電池管理系統(tǒng)構(gòu)成及原理

電池管理系統(tǒng)（BMS），即BatteryManagementSystem，通過檢測電池組中各單體電池的狀態(tài)來確定整個電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)它們的狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)進行對應(yīng)的控制調(diào)整和策略實施，實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)及各單體的充放電管理以保證動力電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。

一種典型的電池管理系統(tǒng)拓?fù)鋱D

一種典型電池管理系統(tǒng)拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)主要分為主控模塊和從控模塊兩大塊。具體來說，由中央處理單元（主控模塊）、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)檢測模塊、顯示單元模塊、控制部件（熔斷裝置、繼電器）等構(gòu)成。一般通過采用內(nèi)部CAN總線技術(shù)實現(xiàn)模塊之間的數(shù)據(jù)信息通訊。

基于各個模塊的功能，BMS能實時檢測動力電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，實現(xiàn)對動力電池進行熱管理、均衡管理、高壓及絕緣檢測等，并且能夠計算動力電池剩余容量、充放電功率以及SOC&SOH狀態(tài)。

電池管理系統(tǒng)的基本功能

電池管理系統(tǒng)的基本功能可以分為檢測、管理、保護這三大塊。具體來看，包括數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、均衡控制、熱管理、安全保護等功能。

（一）數(shù)據(jù)采集

作為電池管理系統(tǒng)中其他功能的基礎(chǔ)與前提，數(shù)據(jù)采集的精度和速度能夠反映電池管理系統(tǒng)的優(yōu)劣。管理系統(tǒng)的其他功能比如SOC狀態(tài)分析、均衡管理、熱管理功能等都是以采集獲取的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行分析及處理的。

數(shù)據(jù)采集的對象一般為電壓、電流、溫度。在實際使用過程中，電池在不同溫度下的電化學(xué)性能不同，導(dǎo)致電池所放出的能量是不同的。鋰離子動力電池對電壓和溫度比較敏感，因此在對電池的SOC進行評估時必須考慮溫度的影響。

（二）狀態(tài)分析

對電池狀態(tài)的分析主要是電池剩余電量及電池老化程度這兩個方面，即SOC評估和SOH評估。SOC能夠讓駕駛員獲得直接的信息，了解到剩余的電量對續(xù)航里程的影響?，F(xiàn)階段的研究很多都集中在對SOC分析上，不斷加強其精確度。SOC的分析會受到SOH的影響，電池的SOH在使用過程中受到溫度、電流等持續(xù)影響而需要不斷進行分析，以確保SOC分析的準(zhǔn)確性。

在對SOC的分析上，主要有電荷計量法、開路電壓法、卡爾曼濾波法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和模糊邏輯法等。在這簡單介紹電荷計量法和開路電壓法這兩種方法。

（1）電荷計量法

電荷計量法是通過對一段時間內(nèi)電池充入放出的電荷進行統(tǒng)計，即電流在時間上的累積來計算得到SOC。雖然是最常用的一種計量方法，然而會受到很多因素的影響包括數(shù)據(jù)采用精度、自放電問題等。比如由于電流傳感器采用精度的不足，用于積分計算的電流與真實值之間存在誤差，使得SOC的結(jié)果偏差越來越大。所以在采用電荷計量法時需要用到一些修正算法對各種影響因素進行校正，減少計算分析結(jié)果的誤差。

（2）開路電壓法

開路電壓法是在電池處于靜置狀態(tài)下對電池的開路電壓測量來計算電池的SOC。但需要注意的是采用開路電壓法時一般認(rèn)為SOC與電動勢有一定的線性關(guān)系，任意一個SOC值都只對應(yīng)一個電動勢值。在采用開路電壓法必須要考慮到電壓回彈效應(yīng)，在電壓沒有回彈到穩(wěn)定值時計算得到的SOC會偏小。與電荷計量法相比較，開路電壓法在電池正常工作時不能使用，這是它最大的問題。

其實現(xiàn)階段要對SOC進行十分精確的測量存在很大的困難，比如由于傳感器精度和電磁干擾引起采樣數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確帶來狀態(tài)分析的偏差。另外，電池的不一致性、歷史數(shù)據(jù)、使用工況的不明確性也對SOC的計算帶來很大的影響。