BMS的功能、架構及其在電動汽車中的應用

隨著新能源汽車的普及，電池管理系統(tǒng)（BMS）作為動力電池的核心部件，其重要性日益凸顯。本文將詳細介紹BMS的功能、架構及其在電動汽車中的應用。

BMS示意圖

一、BMS的定義與重要性

BMS，即電池管理系統(tǒng)（Battery Management System），被譽為電池的“保姆”或“管家”。其主要功能是智能化管理和維護電池單元，防止過充電和過放電，延長電池壽命，并實時監(jiān)控電池狀態(tài)。

BMS硬件架構

核心功能：

實時監(jiān)控電池電壓、電流、溫度

預估電池剩余容量（SOC）

防止電池過充、過放及過熱

主動均衡電池一致性

二、BMS的架構組成

1. 集中式架構

集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優(yōu)點，適用于容量低、總壓低的電池系統(tǒng)，如電動工具、機器人、IOT智能家居等。

高壓區(qū)域：負責單體電池電壓采集、系統(tǒng)總壓采集、絕緣電阻監(jiān)測。

低壓區(qū)域：包括供電電路、CPU電路、CAN通信電路、控制電路。

2. 分布式架構

分布式BMS適用于高容量、高總壓的電池系統(tǒng)，如電動汽車、儲能系統(tǒng)等。其優(yōu)勢在于模塊化設計，支持更大的電池系統(tǒng)。

從控單元（CSC）：負責電壓檢測、溫度檢測、均衡管理。

高壓管理單元（HVU）：監(jiān)測電池總壓、母線總壓、絕緣電阻。

主控單元（BMU）：進行電池狀態(tài)評估、管理及通信。

BMS集中式和分布式架構

三、BMS的核心功能

1. 電芯監(jiān)控技術

電壓采集：單體電池電壓的精確采集。

溫度采集：單體電池及散熱液體溫度監(jiān)測。

電流檢測：電池組電流的實時檢測。

2. SOC（荷電狀態(tài)）技術

SOC是BMS中最重要的參數(shù)，直接影響電池的續(xù)航能力。高精度的SOC估算可以使電池組發(fā)揮最大的效能。

3. 均衡技術

被動均衡：通過電阻放熱釋放多余電量，電路簡單可靠。

主動均衡：將多余電量轉移至低容量電芯，提高使用效率。

四、BMS在電動汽車中的應用

BMS在電動汽車上的應用可追溯到豐田HEV車型。隨著鋰電池技術的發(fā)展，BMS的功能也在不斷提升。

集中式BMS：適用于小型電動車輛。

分布式BMS：適用于大型電動車輛和儲能系統(tǒng)。

電動汽車BMS應用圖

五、BMS的未來發(fā)展趨勢

隨著動力電池系統(tǒng)在汽車領域的廣泛應用，BMS的標準化和模塊化設計成為趨勢。標準化的電池Module將提高電池的通用性和可靠性。

標準化Module：實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)與電池的高度集成。

模塊化設計：支持不同電池系統(tǒng)的串并聯(lián)配置。

六、國內(nèi)BMS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國BMS企業(yè)主要分為電池廠自營、整車廠自營和第三方經(jīng)營三種類型。寧德時代、比亞迪等企業(yè)在BMS領域具有較強的市場競爭力。

電池廠自營：掌握核心技術，市場競爭力強。

整車廠自營：成本優(yōu)勢明顯。

第三方經(jīng)營：提供多樣化的BMS解決方案。

七、結論

BMS作為新能源汽車的核心部件，其發(fā)展直接影響電動汽車的性能和安全。隨著技術的不斷進步，BMS將在新能源汽車的發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

專業(yè)提示：在選擇BMS時，應根據(jù)具體應用場景，綜合考慮電池容量、環(huán)境條件、安裝方式等因素，選擇最適合的BMS架構和功能。