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　　電池管理系統(tǒng)(BMS)解讀

　　如果把電芯比作人體的心臟，模組和電池包比作強健的體魄，那么整個動力電池系統(tǒng)要平穩(wěn)運行，還需要一個支配身體的智慧大腦，那就是BMS。

　　電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem，簡稱BMS)是連接電池和電動汽車的重要紐帶，其精準的控制和管理為電池的完美應(yīng)用保駕護航。

　　“龍生九子，各有不同”。即使同一批次生產(chǎn)的兩個單體電芯，因生產(chǎn)工藝誤差、使用環(huán)境差異等，其性能也不可能完全一致;在使用過程中這種不一致性會逐漸擴大，可能會出現(xiàn)過充、過放和局部過熱的危險，嚴重時影響到電池組的使用壽命和安全。

　　這時就需要BMS大顯身手。

　　那么問題來了，BMS主要做什么?

　　關(guān)于BMS的功能，行業(yè)內(nèi)關(guān)于其分類方式不盡相同。不過從用戶的角度來理解，可大致劃分為兩大功能——“電池體檢”和“安全衛(wèi)士”。

　　即時體檢精準掌握電池狀態(tài)

　　即時“體檢”，指的是電池數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)評估。

　　數(shù)據(jù)采集，可簡單理解為給電池做例行的“體檢”;在充放電過程中，實時采集電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流及總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。

　　這種“體檢”是在線的、持續(xù)的、不間斷的。過程中當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，可及時查詢對應(yīng)電池狀況，并挑選出有問題的電池，從而保持整組電池運行的可靠性和高效性。

　　“體檢”結(jié)束之后，會進入分析、診斷、計算的階段，之后生成“體檢報告”，這個過程可以理解為電池的狀態(tài)評估。

　　這時，我們需要了解一個行業(yè)的常用術(shù)語——SOC。

　　何為SOC?

　　電池組的荷電狀態(tài)(StateofCharge，即SOC)，即電池剩余電量。SOC是判斷電池過充及過放等一系列故障的基礎(chǔ)，精確的估算SOC，可防止電池過充和過放，延長電池的使用壽命，從而提高電池的利用率。

　　其實，除了SOC估算，還有SOH(StateofHealth),SOP(StateofPower)，用戶可通過車上儀表顯示，看到這些數(shù)據(jù)，從而確認電池的工作、功能狀態(tài)。據(jù)此，在保護電池的基礎(chǔ)上，將潛力發(fā)揮最大化，大大提升駕乘體驗。

　　因此SOC等數(shù)據(jù)估算的準確與否，就顯得特別重要。估算不準帶來的后果，有可能是汽車拋錨、與預(yù)期的行駛里程數(shù)不符等。

　　舉個例子，滿電情況下續(xù)航里程為400公里的車輛在道路行駛。若估算準確，當SOC顯示為10%時，還可能行駛的里程是40公里;若估算不準，SOC達到15%，則用戶以為的里程為60公里，事實上可能在行駛40公里之后，就已經(jīng)沒電了。很顯然，對于用戶來說，這樣的情況很糟糕。

　　“安全衛(wèi)士”保護電池及人身安全

　　BMS還有另一大核心功能，就是“安全衛(wèi)士”。其實就是保護的作用，這包括電池的自我保護和人身安全的保護。

　　眾所周知，電池過充、過放會帶來局部過熱，影響電池壽命不說，嚴重時會威脅到電池組的安全，進而引發(fā)人身安全隱患。這時，BMS的“充放電管理”模塊就開啟了保護職能，一方面與整車、充電機實現(xiàn)通訊，另一方面實時提供電池狀態(tài)，便于及時發(fā)出指令控制，有效防止高充、低放的發(fā)生。

　　在保護電池的模塊，均衡也是很重要的一環(huán)，是保護并提升電池壽命的必要手段。另外，電池的保護還包括過壓、欠壓、過溫、過流等的保護。簡單來說，當實際參數(shù)高于或低于某約定值時，系統(tǒng)將自動做出判斷，并采取斷開、預(yù)充等方式保護電池安全。

　　在人身安全方面，BMS通過高壓控制的手段來保護。電池高壓可達300-500V，遠超人體安全電壓36V，風險隱患極大，必須做好高壓控制，最常見的就是繼電器、高壓互鎖、絕緣防護。周全的高壓防護控制，可有效保護司機、乘客和維護人員的人身安全。

　　ISO26262標準根據(jù)安全風險程度，劃分由A到D的安全需求等級(AutomotiveSafetyIntegrityLevel，ASIL)，其中D級為最高等級，需要最苛刻的安全需求。等級越高，對系統(tǒng)的安全性要求越高，為實現(xiàn)安全付出的代價越高，意味著硬件的診斷覆蓋率越高，開發(fā)流程越嚴格，相應(yīng)的開發(fā)成本增加、開發(fā)周期延長，技術(shù)要求越嚴格。

　　ASILD等級，失效率為10^-8/h，意味著1輛車假定每天運行4小時,需要運行7萬年才出現(xiàn)1次由BMS導(dǎo)致的功能性故障。而如此低概率的失效率，可媲美飛機運行時的要求。通常來說，汽車行業(yè)對零部件的要求是B或C等級。