一文读懂电池管理系统的概念、应用及功能

综合各国的电动汽车研究情况，可以发现共同存在的一个现象，即电池是整个电动汽车研究中出问题最多的部件。在电池生产的过程中，电池必须要经过化成检测工序，即在电池生产过程中需要对电池进行多次充放电才能完成整个电池的生产。

所以化成控制系统的性能直接影响着锂电池的技术状态、使用寿命，并决定着放电时对电网的污染程度。为了满足电动汽车的实际运行需求，电池管理系统在功能、可靠性、实用性、安全性等方面都做出了重要努力。

电池管理系统简介：

电池管理系统（Battery Management System，BMS），电动汽车电池管理系统（BMS）是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。

电池管理系统的应用：

电池管理系统（Battery Management System，BMS）的主要任务是保证电池系统的设计性能：

1）安全性，保护电池单体或电池组免受损坏，防止出现安全事故；

2）耐久性，使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命；

3）动力性，维持电池工作在满足车辆要求的状态下。

动力电池的基本概念：

（1）电池容量

池容量是蓄电池的一个重要性能参数，它表示在一定放电率、温度、终止电压等的条件下，电池放出的电量。

电池容量用 C表示，其单位用安时（Ah）、毫安时（mAh）表示。

（2）充电速率和放电速率

此概念利用电池额定容量和充电时间（放电时间）的比值来表示，可以比较不同电池的充放电速度。

（3）电池的过充

电池的过充即是对电池进行了过度的充电，过充会给电池造成一定的损害。当快接近充电结束的过程时，即电池电量快满的时候，只能用小电流对电池进行低速率充电。因为只有小电流充电所产生的极化现象较轻，在电池内部积聚的气体较少，而且给电池散热的时间充足。

（4）充电终止电压/放电终止电压

当蓄电池充满电时，表示电池极板上的活性物质已经达到饱和状态，所以在这个时候即使继续对蓄电池充电，蓄电池的电压再也不会升高，此时蓄电池的电压称为充电终止电压。类似地，放电终止电压就是放电时候能达到的最低电压。

（5）电池的内阻

蓄电池两端测得的阻值称为蓄电池的内阻。

（6）电池的生命周期及老化

电池的整个生命周期会经历以下三个阶段：在刚开始使用阶段时，容量会增大5%~10%；接下来的阶段，容量保持不变；最后一个阶段，电池容量开始慢慢减少。这段容量减少的阶段就是电池的老化阶段。一般来说，当电池容量降到额定容量的 80%时，则认为电池寿命结束。

图1 车用BMS软硬件基本框架