電池管理系統(tǒng) (BMS) 是 新能源汽車整體架構(gòu)中的要素之一。智能型實現(xiàn)方案不僅能夠延長電池的使用壽命，而且還有望延長汽車采用純電力驅(qū)動模式時的行駛距離。
BMS 常見的控制模塊有：
1. 電池電壓，電流信號的監(jiān)測，電池包溫度的檢測
電池cell的電壓，電流，是所有BMS頂層控制邏輯的基礎(chǔ)，就跟輪胎力學(xué)是車輛動力的基礎(chǔ)一樣。當(dāng)電池的SOC處于中間部分時，電壓變化范圍很小，但是SOC的變化范圍很大，這要要求cell的電壓傳感器的精度需要滿足一定的要求。對應(yīng)Pack也有相應(yīng)的voltage sensor。
電池包的溫度傳感器并不對應(yīng)著每一個cell都有一個傳感器，而是首先你需要經(jīng)過CFD分析，在pack中找到最合適的點用最少的傳感器來采集溫度信息。
2. Contactor Control
繼電器控制。如上圖所示，這是一個Full hybrid energy vehicle, 因此只有三個contactor，分別為main contactor，negative contactor, 還有pre-charge contacor，其中pre-charge contacor串聯(lián)了一個大電阻，其主要作用是防止供電時電流過大，對電機(jī)造成傷害。
如果是plug-in energy vehicle, 這里就要多兩個充電的contactor，因此混合動力車上的contactor control 也是非常重要的，contactor什么時候open，什么時候closed，close sequence，都是我們需要考慮的。
3. SOC Estimate
毫無疑問，這個是BMS中最核心也是最難的一部分了。SOC估算常見的有安時積分法，和開路電壓標(biāo)定法，安時積分最大的問題是隨著時間的推移誤差會越來越大，開路電壓標(biāo)定的問題是，電池需要在靜置很長時間以后的開路電壓對應(yīng)的SOC才是準(zhǔn)確的，汽車在行駛的時候采集的電壓用來標(biāo)定SOC那是不準(zhǔn)確的。理論研究中海油卡爾曼濾波法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。
4. Balance
均衡主要有主動均衡和被動均衡兩大類，現(xiàn)在主流的混合動力車都是被動均衡，關(guān)于主動均衡和被動均衡的優(yōu)劣勢，我這里就不粘貼復(fù)制表格了，大家有興趣可以自己百度一下。
為什么要均衡，什么時候均衡，如何均衡，怎么觸發(fā)均衡，均衡結(jié)束條件，這都是我們必須研究的問題。
5. Power limit
電池有容量量型的，和功率型的，這兩者貌似不能同時兼得，我不是研發(fā)電池化學(xué)的，大家有興趣可以查一查相關(guān)資料。能量大的電池，功率不一大。鋰電池包最為電機(jī)的能量提供著，必須要滿足電機(jī)的功率要求，因此在選擇電池時，我們得折衷考慮電池的容量和功率。
在確定電池類型后，電池的power limit收到環(huán)境溫度還有SOC的影響，為了保證電池的使用壽命，在不同的溫度和SOC值下，我必須設(shè)定不同的power limit 來對電池的輸出加以限制。
6. Thermal control
電池的化學(xué)性能受環(huán)境的溫度影響非常大，為了電池的使用壽命必須讓電池工作在合理的溫度范圍之類。溫度控制就設(shè)計到CFD仿真分析了，前面第一部分所說的，溫度傳感器，如何使用最少的傳感器來有效的監(jiān)測整個電池包的溫度分布，并將監(jiān)測信息反饋給BMS，BMS通過傳感器信息進(jìn)行溫度控制。最常見的溫度控制主要有風(fēng)冷和水冷。
7. Charge Control(Plug-in energy vehicle)
充電控制對應(yīng)的是插電式混合動力，BMS本身不對充電進(jìn)行管理，只是進(jìn)行監(jiān)測，比如充電電壓，充電電流，電池pack電壓，charge contactor控制等。判斷電池包電量是否充滿。充電控制部分主要由充電控器管理，充電控制器與BMS之間通過CAN通信來完成信息交換。
8. Fault Diagnostic and fault tolerant
故障診斷及容錯控制在任何控制器當(dāng)中都是非常重要的部分，我們最常見的發(fā)動機(jī)管理當(dāng)中的故障會以故障碼（DTC）形式表現(xiàn)出來，比如發(fā)動機(jī)過熱，油箱沒有油，都會通過DTC觸發(fā)儀表盤當(dāng)中的指示燈，同樣的在混合動力汽車當(dāng)中，電池故障也有相應(yīng)的指示燈。故障診斷包括對電池cell的電壓，pack電壓，電流，pack 溫度傳感器的故障進(jìn)行診斷，確定故障位置和故障級別，并作出相應(yīng)的容錯控制。 我是打算，在書里面對此做一個完整的章節(jié)的。這里先以最簡單的功能簡圖，寫一下電池管理系統(tǒng)的概覽。
在深入了解新能源車的部分以后，從電池系統(tǒng)和電池管理入手，可以得見核心系統(tǒng)設(shè)計的困難，相對而言，硬件設(shè)計還是簡單一些。做電池系統(tǒng)開發(fā)，可能是未來10年，最有趣的工作之一。當(dāng)然，如果鋰離子電池被其他電池所取代，整個電池管理本質(zhì)上也是在演進(jìn)的，因為它還不夠好。
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